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技術文章

紋影法是力學實驗中一種常用的光學觀測方法

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  紋影法是力學實驗中一種常用的光學觀測方法。其基本原理,是利用光在被測流場中的折射率梯度正比於流場的氣流密度進行測量,廣泛用於觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。
  紋影儀一種利用光在不同介質中的折射率不同的原理,來研究氣流情況的光學轉置。用光學的方法研究氣流,在近代航空工程上早已采用。喬布雷奧所用的縫隙法就是紋影儀的工作原理。紋影成像是一種在透明介質(如空氣和水)中將失真可視化的流行技術。這些失真可能與溫度、密度、壓力和組成成分這些重要的物理參數有關,因此紋影效應可以用於生成熱流、氣流、衝擊波、強音以及其它許多在科學和工程中至關重要的現象的圖像。
  一般來說,紋影成像是在19世紀發展起來的,並且依賴於形成具有通過銳截止濾波器的光線的圖像,該濾波器被布置成使得光線強度沿著濾波器的邊緣具有急劇的上升或下降沿。這種布置允許光線路徑中的較小偏差在未衰減層麵上使圖像強度產生較大的變化。傳統的紋影係統雖然使用了由反射鏡或透鏡等光學器件準直的光,但實際上將測試區域限製在了光學器件的尺寸範圍內,並且使得該技術用於較大的的成像區域時非常困難且昂貴。
  在工程熱物理和流體力學領域中,應用光學顯示技術研究氣流的速度場、濃度場、溫度場是很重要的,其中使用普遍的是紋影儀。陰影儀是利用光在被測流場中的折射率梯度正比於流場的氣流密度的基本原理進行測量的,廣泛用於觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。

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