Сравнительный анализ использования различных источников света при визуализации обтекания моделей в аэродинамических трубах
Сравнение использования непрерывных источников света в осветительной части теневого прибора ИАБ-455 при визуализации тестовой модели – электрической искры. Границы применимости каждого источника света при визуализации оптических неоднородностей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2018 |
| Размер файла | 331,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сравнительный анализ использования различных источников света при визуализации обтекания моделей в аэродинамических трубах
В рефрактометрических системах визуализации оптических неоднородностей в прозрачных потоках газа система освещения играет значительную роль. Для выделения оптических неоднородностей в потоке низкой плотности (с ? 0,3•10-3 кг/м3, протяжённость неоднородности вдоль зондирующего луча ? 10 см), который реализуется при числах М порядка 13 -16, требуется максимальная чувствительность системы, достигаемая при малых зазорах щели (0,1-0,15 мм). В этих условиях значительно падает освещённость поля визуализации. Для изучения динамики быстропротекающих процессов яркость источника света также является важнейшим параметром. Известно большое количество различных источников света для теневых систем визуализации [1], [2].В данной работе представлены результаты применения непрерывных источников света для визуализации поля течения в области электрического разряда. Энергия искры была порядка 100 Дж. Подобный тестовый объект был выбран по причине создания им ударных волн и температурной неоднородности. Непрерывные источники были выбраны из-за возможности обойтись без системы синхронизации, которая необходима при использовании импульсных источников света. Эксперименты проводились на теневом приборе ИАБ-455, результаты регистрировались цифровой видеокамерой Photron FASTCAM SA1.1, скорость съёмки от 1000 до 40000 кадров/с, экспозиция от 0,3 мс до 2 мкс.
Протяжённый светодиодный источник
Внешний вид источника и результаты визуализации электрического разряда представлены на Рис. 1. Экспозиция 0,3 мс, нож вертикальный. Одиннадцать красных светодиодов с телом свечения 0,25 мм располагались в линию длиной 10 мм. Суммарная мощность осветителя была 0,8 Вт
Рис. 1. Протяжённый светодиодный источник. Скорость съёмки 1000 к/с, экспозиция 300 мкс
осветительный теневой искра визуализация
Меньшее значение экспозиции данный источник не обеспечивал, визуализировалась лишь область повышенной температуры у электродов.
Точечный светодиод
На Рис. 2 приведён общий вид светового источника на основе светодиода мощностью 3 Вт и с телом свечения 1,5 мм.
Рис. 2. Светодиод мощностью 3 Вт
Данный источник обеспечил уменьшение экспозиции до 50 мкс. На рис. 3 представлены результаты визуализации с помощью этого светодиода.
Рис. 3. Скорость съёмки 1000 к/с, экспозиция 50 мкс
Как и в случае предыдущего источника, визуализируется лишь область газа с повышенной температурой, хотя большая мощность позволила перейти к экспозиции 50 мкс.
Лампа накаливания
На рис. 4 представлен вид классической лампы накаливания мощностью 220 Вт, учитывая 5% эффективность, получим световую мощность более 10Вт.
Рис. 4
Применение этой лампы позволило перейти к экспозициям 2 мкс и зарегистрировать ударную волну от электрического разряда (Рис. 5).
Рис. 5. Скорость съёмки 40000 к/с, экспозиция 2 мкс
Другим перспективным световым источником являются лазеры. В данной работе был рассмотрен лазер LD-445 1000MG производства Австрии с телом свечении менее 0,2 мм, длиной волны 445 нм и мощностью 1 Вт (рис. 6). Здесь же приведены результаты его применения.
Рис. 6. Лазер LD-445 1000MG и последовательные фазы развития ударной волны. Скорость съёмки 40000 к/с, экспозиция 2 мкс
В последнем варианте общую картину сильно портят спеклы, что естественно для лазерного источника.
Выводы
· Показано, что классические лампы накаливания обеспечивают регистрацию процессов с экспозицией до 2 мкс, что позволяет определить положение ударной волны при электрическом разряде.
· Лазерные источники также обеспечивают такую регистрацию, но с худшим качеством из-за наличия спеклов.
· Светодиодные источники пока не могут обеспечить экспозицию процессов короче 50 мкс.
Список литературы
осветительный теневой искра визуализация
1. Герасимов С.И., Файков Ю.И., Теневое фотографирование в расходящемся пучке света, Саров, ФГУП «РФЦ-ВНИИЭФ», 2010
2. Ильяшенко Л.А., Кулеш В.П., Рогожкин В.А., Шмырева В.Н. Визуализация течений газа в аэродинамических трубах с помощью растрового теневого метода. // Сб. Оптические методы исследования потоков. - М.: МЭИ, 1991. - С. 103-104.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Свойства света, его физическая природа и взаимодействие с веществом. Получение изображений точечных источников света и протяженных предметов. Закон отражения, нахождение изображений при отражении света от различных типов зеркал. Закон преломление света.
реферат [59,4 K], добавлен 26.04.2010Устройство фотометрической головки. Световой поток и мощность источника света. Определение силы света, яркости. Принцип фотометрии. Сравнение освещенности двух поверхностей, создаваемой исследуемыми источниками света.
лабораторная работа [53,2 K], добавлен 07.03.2007Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и административно-бытовых помещений. Выбор нормируемой освещенности и коэффициента запаса. Определение расчетной мощности источников света. Схема питания осветительной установки.
курсовая работа [99,4 K], добавлен 17.02.2016Исторический обзор развития электрических источников света. Виды электрических источников света, их сравнительные энергетические и технические характеристики, применение. Особенности ламп накаливания, светодиодных, люминесцентных, газоразрядных ламп.
контрольная работа [35,9 K], добавлен 07.08.2013Выбор источников света для системы равномерного освещения цеха. Светотехнический расчет системы освещения и определение единичной установленной мощности источников света в помещениях. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор проводов.
курсовая работа [117,7 K], добавлен 10.11.2016Определение видимого света, его характеристика, основные свойства и измерение. Характеристика освещения при различных соотношениях линейных размеров источника света и расстояния до объекта съемки. Сочетание направленного и рассеянного света в фотосъемке.
реферат [1,4 M], добавлен 01.05.2009Выбор источников света для системы общего равномерного освещения цеха и вспомогательных помещений. Определение единичной установленной мощности источников света. Разработка схемы питания осветительной установки. Выбор сечения проводов и кабелей сети.
курсовая работа [400,4 K], добавлен 15.01.2013Определение мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости слесарного цеха. Выбор системы освещения, источников света, светильников и их размещения. Применение метода коэффициента использования светового потока.
курсовая работа [868,0 K], добавлен 05.10.2014Источники тепла и энергий химической природы, их неэффективность. Изобретение восковой свечи и развитие электрических источников света. Создание первой дуговой лампы. Разновидности ламп накаливания и их широкое применение, характеристика светодиодов.
реферат [22,1 K], добавлен 16.01.2010Видимое излучение и теплопередача. Естественные, искусственные люминесцирующие и тепловые источники света. Отражение и преломление света. Тень, полутень и световой луч. Лунное и солнечное затмения. Поглощение энергии телами. Изменение скорости света.
презентация [399,4 K], добавлен 27.12.2011Теоретические основы оптико-электронных приборов. Химическое действие света. Фотоэлектрический, магнитооптический, электрооптический эффекты света и их применение. Эффект Комптона. Эффект Рамана. Давление света. Химические действия света и его природа.
реферат [1,0 M], добавлен 02.11.2008Выбор системы освещения и источников света, определение освещенности, высоты подвеса светильников и расстояние между ними, расчетной освещенности и мощности источников света. Выбор марки, сечения проводов и кабелей, коммутационно-защитных аппаратов.
курсовая работа [270,4 K], добавлен 23.06.2010Электромагнитная природа света. Понятие поперечности световых волн. Поляризация света, практическое использование полученных знаний при работе с сахариметром. Теоретическая основа использования поляризованного света при микроскопических исследованиях.
методичка [168,1 K], добавлен 30.04.2014Дифракция механических волн. Связь явлений интерференции света на примере опыта Юнга. Принцип Гюйгенса-Френеля, который является основным постулатом волновой теории, позволившим объяснить дифракционные явления. Границы применимости геометрической оптики.
презентация [227,5 K], добавлен 18.11.2014Светотехнический расчет механического, заточного и инструментального отделений. Выбор источников света, системы освещения. Размещение светильников в помещении. Мощность источников света. Рекомендации по монтажу и мероприятия по технике безопасности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.03.2014Основы оптической голографии. Схемы записи оптических голограмм, отличие от фотографии, маркировка. Разделение пучка когерентного света. Пропускающая голограмма И. Лейта и Ю. Упатниекса. Восстановления изображения с помощью источника белого света.
презентация [4,8 M], добавлен 14.04.2014Волновая теория света и принцип Гюйгенса. Явление интерференции света как пространственного перераспределения энергии света при наложении световых волн. Когерентность и монохроматичных световых потоков. Волновые свойства света и понятие цуга волн.
презентация [9,4 M], добавлен 25.07.2015Спектральные характеристики излучения разных видов производимых ламп – источников света. Принцип действия, срок службы стандартных ламп накаливания, галогеновых, люминисцентных, разрядных ламп высокого давления, светодиодов. Оценка новых разработок.
реферат [1,3 M], добавлен 04.03.2012Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012Преобразование света при его падении на границу двух сред: отражение (рассеяние), пропускание (преломление), поглощение. Факторы изменения скорости света в веществах. Проявления поляризации и интерференции света. Интенсивность отраженного света.
презентация [759,5 K], добавлен 26.10.2013
