流场|神奇的流场可视化技术( 二 )
此后 ， 流场可视化技术不断发展 ， 特别是随着计算机技术的迅速发展和高分辨图形显示设备的出现 ， 流场可视化技术相继出现了壁面示踪法、丝线法、直接注入示踪法、化学示踪法、电控法及光学示踪法等多种类型几十种方法 ， 实现了在同一时刻描述全场流态的技术跨越 ， 让看不见、摸不着的神秘流场 ， 变成了“可见”和“可感觉到” 。
如今 ， 流场可视化技术不仅应用于流体力学和空气动力学的基础研究 ， 在航空航天、交通运输、桥梁建筑、大气海洋、医学生物等领域也获得了广泛应用 。
新型流场可视化技术 ， 助推高速飞行器研制
借助流场可视化技术 ， 科研人员可以直观了解飞行器流场的复杂空气动力现象 ， 探索飞行器流场物理机制和运动规律 ， 研究和解决困扰飞行器研制的相关技术难题 。
如通过流场可视化技术 ， 摸清并掌握了机翼如何产生旋涡的现象 ， 直接推动了飞行器设计创新突破 ， 鸭翼布局、边条翼布局等主流战斗机应运而生 。通过对飞行器表面流动开展可视化研究 ， 确定气流分离出现的具体位置 ， 有效解决了飞行器表面气流分离现象可能导致其失速的安全问题 。
由此可见 ， 流场可视化技术在航空航天领域有着十分重要的作用 。它能直观揭示飞行器流场形态 ， 帮助科研人员研究和掌握飞行器流场物理机制和气动规律 ， 直接助推飞行器的发展 。
让飞行器飞得更高、更快、更好 ， 是人类的不懈追求 。然而 ， 随着飞行速度的不断增加 ， 飞行器与周围空气相对运动时产生的流动现象越发复杂 ， 传统的流场可视化技术已显得“力不从心” 。特别是高速飞行器流场动能大、滞止温度高 ， 强烈的激波和黏性摩擦阻力 ， 使飞行器流场温度加热到数千摄氏度 ， 流场表现出的非线性、非平衡、多尺度等特征 ， 可导致飞行器流场特性剧烈变化 ， 变得更加难以预测 ， 严重制约和阻碍了高速飞行器的发展 。
近年来 ， 流场可视化技术日益受到世界军事强国的高度重视 。为准确、全面地再现复杂多变的高速飞行器流场 ， 破解制约高速飞行器研制的空气动力学难题 ， 许多国家正致力于发展性能更加优良的高速飞行器流场可视化技术 。
经过不懈探索和大胆创新 ， 目前已有多种新型流场可视化技术相继问世 。其中 ， 一种“基于纳米示踪的高速流场可视化技术” ， 通过以纳米尺度粒子为示踪物 ， 较好地解决了传统微米示踪物不能准确反映真实流动的难题 ， 其成像信号比分子示踪物的成像信号大幅增强 ， 使流场可视化质量得到极大改善和提升 。它能对流场速度场、密度场、湍流脉动及气动光学波前等飞行器流场参数进行高分辨率试验测量 。
该技术在高速飞行器流场方面取得了较好效果 ， 逐步实现了对超声速、高速飞行器流场的高质量可视化 ， 解决了一系列困扰高速飞行器气动设计相关的关键技术问题 。同时 ， 也推动了高速飞行器湍流基础研究的进步 ， 为破解高速飞行器气动难题提供了关键技术支撑 。
如同显微镜的发明开启了研究微观世界的新纪元一样 ， 随着新型流场可视化技术的发展 ， 科学家们将获得更加准确的精细流动图像和流场信息 ， 为研究和破解高速和高超声速飞行器面临的空气动力学问题 ， 打开一扇新的窗口 。
【流场|神奇的流场可视化技术】未来 ， 不断涌现的各种新型流场可视化技术 ， 将成为高速飞行器发展的强大助力 。
