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纹影技术原理及应用,1,电影拆弹部队剧照,纹影技术原理及应用,2,纹影技术原理及应用,3,一、课程目标,1. 了解掌握纹影技术原理 2. 具备调节和使用纹影技术观察流场的能力 3.学会集成创新和应用创新的思路,4,二、纹影技术原理,2.1 纹影的定义,纹影，是利用光在被测流动中的折射率梯度正比于流场的气流密度的原理，将流动中的密度梯度转变为所记录图片上光强的相对变化，获得流动中密度变化的可观察、可分辨的图像。,5,二、纹影技术原理,2.2 光的折射,导致光产生折射的原因：折射率的变化,对于一定的介质，其折射率是介质密度的函数，即,K为格拉德斯通-代尔常数 对于多组分气体，为混合气体的密度，K为基于质量分数的权值,6,二、纹影技术原理,2.3 纹影系统组成,A,A,1. 在像的焦点处放置一平直的刀口，透镜1和透镜2相同。,2. 纹影系统包括两面透镜、点光源、刀口和成像设备。,7,观察屏,透镜2,A,A,二、纹影技术原理,2.4 纹影的基本原理,光线在A点处感受到气流密度变化，发生了偏折，那么这一部分光纤可能就未被刀口切到，进而产生明暗变化。,8,二、纹影技术原理,2.4 纹影的基本原理,光强的相对变化（对比度）Rc，可按下式计算：,9,反射式纹影系统,二、纹影技术原理,2.5 纹影系统的常见形式,透射式平行光纹影系统,结构简单布置方便 误差源少 难大型化 价格高昂 占用空间,价格便宜节约空间使用复杂误差源多,目前更多采用反射式纹影系统,10,三、纹影技术应用,子弹射出瞬间纹影图像,子弹飞行过程纹影图像,航天飞机风洞试验纹影图像,战斗机风洞试验纹影图像,11,三、纹影技术应用,趣味实验：,12,四、小结,光线在变密度区域传输 纹影系统的组成 纹影系统的原理 纹影的应用,设计并制作一套小型纹影系统，主要参数： 透镜直径：不大于50mm； 电源功率：不大于20W； 总 价 格：不超过300元； （组件均可网购，成像可用手机）,课后作业,13,敬请各位老师批评指正,14,纹影技术原理及应用,美国F-18战斗机在全尺寸风洞进行实验,15,纹影技术原理及应用,汽车在风洞中进行流动显示试验 通过这样的方法，让看不见的流动清晰展现,16,
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