静态流体与对流中快慢温度变化的高精度干涉测量
流体动力学
2023-11-01 v2
摘要
我们通过两种实验装置探究使用标准迈克尔逊干涉仪采样水中视线平均温度的优势与局限:静态流体中的慢变温度和对流中的快变温度。我们测量的高精度(几毫开尔文)得益于干涉仪对温度引起的水的折射率微小变化响应快、灵敏度高。这些特性使我们能够以完全非侵入的方式检测对流中精细流体动力学模式的特征。例如,我们能够观察到上升热羽流中的不对称性(即两个反向旋转涡旋异步到达测量位置),这是电阻温度检测器(RTD)传感器等更传统(且侵入式)技术无法分辨的。这些发现以及我们方法的整体可靠性,进一步通过粒子图像测速和大涡模拟得到证实。尽管该方法存在固有局限(主要源于其结果的视线平均性质),但其非侵入性、鲁棒性,以及能够随时提供实时、高精度测量的能力,使该技术在实验流体动力学广泛应用中极具吸引力。
引用
@article{arxiv.2308.03162,
title = {High-precision interferometric measurement of slow and fast temperature changes in static fluid and convective flow},
author = {Xinyang Ge and Joanna A. Zielińska and Sergio Maldonado},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.03162},
year = {2023}
}