Fotografie von Schlieren

Fotografie von Schlieren ist ein Sehprozess, der verwendet wird, um den Fluss von Flüssigkeiten der unterschiedlichen Dichte zu fotografieren. Erfunden vom deutschen Physiker August Toepler 1864, um Überschallbewegung zu studieren, wird es in der aeronautischen Technik weit verwendet, um den Fluss von Luft um Gegenstände zu fotografieren. Seine Rolle ändert sich wegen des zunehmenden Gebrauches der rechenbetonten flüssigen Dynamik, die das Bedürfnis nach allen diesen experimentellen Flüssigkeitsströmungsmaß-Techniken reduziert.

Optisches System

Das grundlegende optische schlieren System verwendet Licht von einer einzelnen zusammenfallen gelassenen Quelle, die auf, oder von hinten, ein Zielgegenstand glänzt. Schwankungen im Brechungsindex, der durch Dichte-Anstiege in der Flüssigkeit verursacht ist, verdrehen den zusammenfallen gelassenen leichten Balken. Diese Verzerrung schafft eine Raumschwankung in der Intensität des Lichtes, das direkt mit einem shadowgraph System vergegenwärtigt werden kann.

In der schlieren Fotografie wird das zusammenfallen gelassene Licht mit einer Linse eingestellt, und eine Schneide wird am Brennpunkt, eingestellt gelegt, um ungefähr Hälfte des Lichtes zu blockieren. Im Fluss der gleichförmigen Dichte wird das einfach die Fotographie halb so hell machen. Jedoch im Fluss mit Dichte-Schwankungen konzentriert sich der verdrehte Balken unvollständig, und Teile, die in einem durch die Schneide bedeckten Gebiet eingestellt worden sind, werden blockiert. Das Ergebnis ist eine Reihe leichterer und dunklerer Flecke entsprechend positiven und negativen flüssigen Dichte-Anstiegen in der zur Schneide normalen Richtung. Wenn eine Schneide verwendet wird, wird das System allgemein ein schlieren System genannt, das die erste Ableitung der Dichte in der Richtung auf die Schneide misst. Wenn eine Schneide nicht verwendet wird, wird das System allgemein ein shadowgraph System genannt, das die zweite Ableitung der Dichte misst.

Wenn die Flüssigkeitsströmung gleichförmig ist, wird das Image unveränderlich sein, aber jede Turbulenz wird Funkeln, die schimmernde Wirkung verursachen, die auf heißen Oberflächen an einem Sonnentag gesehen werden kann. Um sich sofortige Dichte-Profile zu vergegenwärtigen, kann ein kurzer Dauer-Blitz (aber nicht dauernde Beleuchtung) verwendet werden.

Schwankungen

Schwankungen auf der optischen schlieren Methode schließen den Ersatz der Schneide durch ein farbiges "Bullseye"-Ziel ein, auf Regenbogen Schlieren hinauslaufend, der beim Vergegenwärtigen des Flusses helfen kann. Die anpassungsfähige Optik-Pyramide wavefront Sensor ist eine modifizierte Form von schlieren (zwei rechtwinklige Messer-Ränder habend, die durch die Scheitelpunkte einer brechenden Quadratpyramide gebildet sind).

Wenige vollenden schlieren optische Systeme sind heute gewerblich verfügbar, aber Details der Theorie und des Aufbaus werden im 2001-Buch von Settles gegeben. Die UDSSR hat mehrere hoch entwickelte schlieren auf dem Fernrohr-Grundsatz von Maksutov gestützte Systeme erzeugt, von denen viele noch in der ehemaligen Sowjetunion und China überleben.

Synthetischer schlieren

Die synthetische schlieren Methode ist eine Technik, die der schlieren Fotografie ähnlich ist, die von der Digitalfotografie und Bildverarbeitung aber nicht Optik Gebrauch macht, um sich die Dichte-Schwankungen einer Flüssigkeit zu vergegenwärtigen.

Siehe auch

  • Mach-Zehnder interferometer
  • Schlieren
  • Shadowgraph
  • Schlieren, der darstellt

Außenverbindungen


Vacognes-Neuilly / Zusammenfallen gelassenes Licht
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