Жидкости и газы Вещества состоят из частиц с высокой подвижностью, вызывающих значительное перемещение в жидкой или газообразной среде. Траектории этих частиц становятся сложными из-за их движения и взаимодействия внутри жидкости или газа.
Траектории и турбулентное движение Частицы демонстрируют хаотические движения во всех направлениях, создавая запутанные траектории, которые могут пересекаться многократно. Турбулентный поток виден через цветные полосы в потоке воды, демонстрирующие сложность траекторий частиц.
Методы визуализации потока Различные методы, такие как нанесение шелковых нитей на поверхность модели или тонких слоев вязкой пасты, позволяют выявить направление и характер обтекания объектов, помещенных внутри аэродинамической трубы. Эти методы позволяют наблюдать турбулентные и ламинарные потоки.
Образование вихрей Профиль "Горный" становится обтекаемым под малыми углами, но генерирует вихри под большими углами, что приводит к колебаниям позади него. Визуализация потока с использованием краски показывает, как вихрь рассеивается за препятствующим телом, как модель самолета внутри аэродинамической трубы.
Потенциальные потоки Поведение потенциальных потоков демонстрируется путем визуализации узоров обтекания, создаваемых различными источниками или стоками вблизи параллельных стеклянных пластин, где между ними наблюдаются медленно текущие потоки.
Сверхзвуковая аэродинамика Сверхзвуковой воздушный поток над моделями самолетов создает видимые ударные волны при просмотре через оптические устройства, которые изменяют показатели преломления в зависимости от изменения плотности газа.
Образование ударной волны Когда газ течет по плохо обтекаемому телу, он создает отрывающуюся ударную волну. Пластина, расположенная перед телом, перестраивает поток и снижает сопротивление более чем в два раза.
Сверхзвуковая аэродинамика В сверхзвуковой аэродинамике размещение препятствия перед моделью приводит к возникновению отдельных косых ударных волн, которые уменьшают сопротивление объекта при взаимодействии друг с другом.
Эффекты вязкого течения Частицы в вязкой жидкости прилипают к поверхностям и скользят по ним, вызывая повышенное сопротивление вблизи тел, погруженных в вязкую среду. Это явление можно наблюдать на длинных плоских пластинах, протекающих через вязкие жидкости.
Переход от ламинарного течения к турбулентному "Переход от ламинарного потока к турбулентному зависит от числа Рейнольдса." Вязкость влияет на то, является ли поток ламинарным или турбулентным; увеличение скорости уменьшает угловое вращение, но увеличивает скорость удаления частиц от поверхностей.
Турбулентный пограничный слой Высокое число Рейнольдса приводит к хаотическому перемешиванию и значительным потерям энергии из-за сил трения при переходе от ламинарного течения к турбулентному.