专利名称：流体双折射三维流场显示测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体显示技术领域，具体地讲是利用特殊液体呈现流动双折射的光学效应，将研究的物体放入流场并置于光路中，从而获得流场类似弹性图象信息的三维流场显示测试系统。
背景技术：
流场显示对现代流体力学理论的产生和发展作出了重要的贡献，流场显示揭示整个的流场和温度场，在认识流动现象方面一直起着重要作用，复杂的流谱图研究为直观的物理推理奠定了基础，如机翼攻能超过极限值时，由于机翼气流分离引起升力的下降，横向流中圆柱上的卡门涡引起周期性的作用等复杂的流动现象都能根据各种流场显示技术进行辨识，实际上流体内的运动是不可见的，科学家们研究各种方法，使不可见的流场内部规律变为可视化；流体双折射不仅是一种直观形象的流场显示技术，而且是一种全场无干扰、无损伤测量工具，自1923年流体双折射概念问世以来，该法主要用于研究二维层流，1984年Schmit等发现适当配本的Milling Yellow(M.Y)水溶液在较大切应变率范围内其流变曲线与血液流变曲线满足线性比例关系，国内外学者开始研究脉动血流动力学，20世纪90年初，天津大学最先用流体以折射技术作了三维流场定量分析和血管脉动流的研究，目前，在国际上常用的显示技术有氢泡法，染色体法，纹影法，散斑法等，每项均有其特点，但均不能显示剪应变率图线，因而一种可以显示剪应变率图线，既可以全场观测，又有效定量分析的流体双折射三维流场显示测试系统目前示曾见到。

发明内容本实用新型的目的旨在克服上述已有技术的不足，而提供一种可以显示剪应变率图线，既可以全场观测，又有效定量分析的流体双折射三维流场显示测试系统，；主要解决了三维流场的显示技术，可进一步用于测取水下物体运动时的切应力，如潜艇、船舶等，可以有效地开展改型设计、控制湍流的发生和其运动状态。
为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的流体双折射三维流场显示测试系统，其特殊之处在于它包括电磁泵15，电磁泵15通过输液管道16与实验槽17连接，实验槽17通过输液管道16与流量计18连接，流量计18通过输液管道16与储液槽19连接，储液槽19通过输液管道16与电磁泵15连接，形成一个闭环系统，闭环内设流体双折射液，实验槽17内设模型9，模型9置放在光弹性仪中。
本实用新型的流体双折射三维流场显示测试系统，其所述的光弹性仪包括溴钨灯1，溴钨灯1前设隔热玻璃2，隔热玻璃2前设聚光镜组3，聚光镜组3前设可变光栏4，可变光栏4前设干涉滤光片5，在干涉滤光片5前设场镜6，场镜6前设起偏振片7，起偏振片7前是1/4波片8，在1/4波片8前对称设1/4波片8、起偏振片7、场镜6，场镜6前设中性片13，中性片13前设观察镜14，观察镜14前设变倍物镜组10，变倍物镜组10前设毛玻璃11，毛玻璃11前设投影屏12，模型9置放在两个1/4波片8之间。
本实用新型的流体双折射三维流场显示测试系统，其所述的电磁泵15交流调压采用单片机作为控制器的流速调节仪。
本实用新型所述的流体双折射三维流场显示测试系统与已有技术相比，具有如下积极效果1、可观察三流场；2、输出图象清晰；3、可直接给出切应变率值；4、费用低廉。


图1——本实用新型的液体管路循环系统图；图2——本实用新型的光测弹性仪示意图；图3——本实用新型的实验槽的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，
以下结合附图给出具体实施例详细说明本实用新型流体双折射三维流场显示测试系统。
实施例1，参见图1、2、3，选用交流电压可调速的磁力泵15，可以将流体双折射液MY输送到管道中，MY液的流速与磁力的转速成比例，而磁力泵15的转速是高速磁力泵15的工作电压完成的，磁力泵15的工作电压是由控制双向可控硅导通角实现控制的，电磁泵15交流调压采用单片机作为控制器的流速调节仪，将磁力泵15的两端与输液管道16连接，并分别与实验槽17和储液槽19连接，实验槽17和储液槽19之间的输液管道16上安装流量计18，形成一个闭环输液系统，实验槽17内设模型9，模型9放在光弹性仪中，光弹性仪包括溴钨灯1，溴钨灯1前安装隔热玻璃2，隔热玻璃2前安装聚光镜组3，聚光镜组3前安装可变光栏4，可变光栏4前安装干涉滤光片5，在干涉滤光片5前安装场镜6，场镜6前安装起偏振片7，起偏振片7前是1/4波片8，在1/4波片8前对称安装1/4波片8、起偏振片7、场镜6，场镜6前安装中性片13，中性片13前安装观察镜14，观察镜14前安装变倍物镜组10，变倍物镜组10前安装毛玻璃11，毛玻璃11安装投影屏12，模型9置放在两个1/4波片8之间。
本实用新型所述的流体双折射三维流场显示测试系统，工作时，先把实验槽及管路充满MY液体，排净气泡，打开电磁泵，高速流体流速，保证流体按照限定流速单向流动，模型的航行速度完全由电磁泵和液体流量计控制，把该系统放置于光弹性仪的光场中，在投影屏可以观察到一系列条纹图样，即模型的航行迹线，在自然光下条纹呈彩色，单色光下条纹呈明暗相间的黑色条纹，这种光学效应是电磁场(光波是可见范围里的电磁波)与物质(产生应力、应变的模型)相互作用产生的信息，这种信息以条纹的形式解读出来，反映的是结构的应力分布情况；有些信息是定性的，例如应力的集中区域，一眼就可以看出来有些是定量的，例如自由边界的应力、清晰的技术条纹，就可以准确地确定数量；又如主应力或次应力的方向，可以由等倾线直接指示得出；有的要作比较复杂的测量计算，才能得出结果，通过这些信息和计算结果知道模型在行驶速度下的航行轨迹、阻力大小、以此可优化模型的外形设计结构。
权利要求1.流体双折射三维流场显示测试系统，其特征在于它包括电磁泵(15)，电磁泵(15)通过输液管道(16)与实验槽(17)连接，实验槽(17)通过输液管道(16)与流量计(18)连接，流量计(18)通过输液管道(16)与储液槽(19)连接，储液槽(19)通过输液管道(16)与电磁泵(15)连接，形成一个闭环系统，闭环内设流体双折射液，实验槽(17)内设模型(9)，模型(9)置放在光弹性仪中。
2.按权利要求1所述的流体双折射三维流场显示测试系统，其特征在于所述的光弹性仪包括溴钨灯(1)，溴钨灯(1)前设隔热玻璃(2)，隔热玻璃(2)前设聚光镜组(3)，聚光镜组(3)前设可变光栏(4)，可变光栏(4)前设干涉滤光片(5)，在干涉滤光片(5)前设场镜(6)，场镜(6)前设起偏振片(7)，起偏振片(7)前是1/4波片(8)，在1/4波片(8)前对称设1/4波片(8)、起偏振片(7)、场镜(6)，场镜(6)前设中性片(13)，中性片(13)前设观察镜(14)，观察镜(14)前设变倍物镜组(10)，变倍物镜组(10)前设毛玻璃(11)，毛玻璃(11)前设投影屏(12)，模型(9)置放在两个1/4波片(8)之间。
3.按权利要求1所述的流体双折射三维流场显示测试系统，其特征在于所述的电磁泵(15)的交流调压采用单片机作为控制器的流速调节仪。
专利摘要本实用新型公开了一种利用特殊液体呈现流动折射的光学效应，将研究的物体放入流场并置于光路中，从而获得流场类似光弹性图象信息的三维流场显示测试系统，它包括电磁泵(15)，其特点是电磁泵(15)通过输液管道(16)与实验槽(17)连接，实验槽(17)通过输液管道(16)与流量计(18)连接，流量计(18)通过输液管道(16)与储液槽(19)连接，储液槽(19)通过输液管道(16)与电磁泵(15)连接，形成一个闭环系统，闭环内设流体双折射液，实验槽(17)内设模型(9)，模型(9)置放在光弹性仪中，该测试系统可观察三维流场、输出图象清晰、可直接给出切应变率值、费用低廉，从而使不可见的流场内部规律变为可视化。
文档编号G01M9/00GK2655217SQ0325331
公开日2004年11月10日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者王峰, 李钢民, 曲维波, 邹海林, 张俊华, 王德迎, 应华, 尤敬法, 冯烟利, 黄涛, 陈霞, 吴红星 申请人:山东工商学院