计算流动显示技术的研究与应用

摘要

计算光学流动显示技术通过计算流体力学(CFD),计算光学和计算机图形学三者结合的技术,把数值计算(CFD)获得的流场中的这些物理场,经过与实验相同的计算光学(全息干涉、纹影、阴影、平面激光诱导荧光)的过程转换为所需的各个方向流动显示图像.计算流场图像能够与试验的流场图像进行直接比较,从而验证CFD的有效性、使CFD与气动试验有机的结合,并能对复杂流动现象做出更加深入的物理分析.我们提出了一套包括计算干涉,计算阴影,计算(彩色)纹影和计算平面激光诱导荧光技术的完整的理论体系.提供了可用于复杂三维流场,能够模拟高温燃烧化学反应,等离子体流动的计算光学流动显示软件系统.并且已经大量用于爆炸波,弹道靶高速流动,高温气体非平衡流动等研究项目中的CFD和风洞试验的相互验证,该系统是连接风洞试验和数值计算的桥梁,对复杂流体的深入分析研究具有很高的实用价值.