Цветной теневой метод исследования теплообмена на моделях склоновых земель агроландшафтов

• Автор: Трегуб, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Глава 1. ТЕНЕВОЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Развитие теневого метода

1.2. Цветной теневой метод

Глава 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ЦВЕТНОГО ТЕНЕВОГО МЕТОДА

2.1. Анализ работы цветного теневого метода

2.2. Цветной теневой метод с квадратной формой задающей и визуализирующей диафрагм

2.2.1. Светлопольный вариант с квадратной формой диафрагм (вариант 1)

2.2.2. Темнопольный вариант с квадратной формой диафрагм (вариант 2)

2.3. Цветной теневой метод с круглой формой

задающей и визуализирующей диафрагм
2.3.1. Светлопольный вариант с круглой формой
диафрагм (вариант 3)
2.3.2. Темнопольный вариант с круглой формой
диафрагм (вариант 4)
2.4. Сравнение вариантов цветного теневого метода
2.5. Восстановление формы оптического волнового фронта
2.6. Калибровка изображения, формируемого цветным теневым прибором
2.6.1. Теневой прибор ИАБ-451 и его модернизация для реализации двухкоординатного цветного теневого метода
2.6.2. Калибровка цветного теневого изображения

Глава 3. МЕТОДИКА МОДЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ИЗУЧЕНИЯ
ТЕПЛООБМЕНА НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ
3 Л. Методика использования цветного теневого метода при исследовании структуры тонких тепловых пограничных слоев
3.2. Интерпретация и компьютерная расшифровка цветных тене-

грамм теплового пограничного слоя

3.2.1. Алгоритм калибровки цветных тенеграмм
3.2.2. Алгоритм расшифровки цветных тенеграмм
3.3. Методика модельного эксперимента
3.3.1. Моделирование интенсивности охлаждения нагретого склона воздухом, стекающим по склону
3.3.2. Моделирование интенсивности нагрева потока воздуха, всплывающего вверх по склону
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ
ГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ
4.1. Выхолаживание склона стекающим потоком
4.2. Всплывание нагревающегося потока вверх по склону
4.3. Сопоставление эмпирических зависимостей, полученных при обобщении данных модельных экспериментов, с результатами
расчетов по известным теоретическим формулам
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Оптико-физические методы и приборы широко используются в экспериментальной практике для визуализации и количественного изучения различных прозрачных сред (газовых и жидкостных потоков, оптических материалов и поверхностей и т.п.).
Применение этих средств, например, в аэродинамике способствует более быстрому, качественному и экономичному решению важных экспериментальной задач - определению оптимальных вариантов компоновок различных типов летательных аппаратов, накоплению информации, необходимой для разработки теоретических вопросов и методов расчета объектов и их отдельных элементов, изучению различных физических явлений, не поддающихся математическому анализу. Во многих случаях методы визуализации используются в сочетании с другими видами измерений (весовыми, анемометрическими, термоанемометри-ческими и др.), выгодно дополняя их.
Известно большое количество методов визуализации газовых потоков, применяемых для решения разнообразных задач в различных по принципу действия, параметрам и устройству экспериментальных установках. Основной положительной и специфической для всех этих методов особенностью является способность получать наглядное качественное представление об изучаемых процессах, т.е. способность видеть изучаемое явление.
Формирование температурного и влажностного режимов сельскохозяйственных полей на склоновых землях в суточных циклах обусловлено интенсивностью движения приземных слоев атмосферного воздуха - стеканием в ночные часы и наползанием (подъемом) по поверхности склона в дневное время. В натурных условиях природных агроэкологических ландшафтных систем исследование этих процессов представляет чрезвычайно большие практические и методические трудности. Единственно доступным методом экспериментального определения расчетных зависимостей остается применение лабораторного моделирования с использованием принципов и правил подобия. При этом следует

Ог. Для удобства рассмотрения на рис. 5 показана система координат Охху. Точка Ог смещена относительно точки Ох на вектор §, длина (модуль) которого равен g, а угол, который вектор § составляет с осью Охх, равен а.
Пересечение изображения задающей диафрагмы в плоскости визуализирующей диафрагмы со светофильтром (б,у = 1) представлено в виде фигуры, заключенной между отрезком б,Л,, дугой Л1В,, отрезком б,Л3 и дугой В3ВГ Площадь этой фигуры равна б1,. Пересечение изображения задающей диафрагмы со светофильтром ((Яу = 2) представлено в виде фигуры, заключенной между отрезком , дугой А,СХ, отрезком С,Л2 и дугой В2В,. Площадь этой фигуры равна б2. Пересечение изображения задающей диафрагмы со светофильтром (В, у = 3) представлено в виде фигуры, заключенной между отрезком Л2С,, дугой СХВХ, отрезком ВХВ3 и дугой б3б2. Площадь этой фигуры равна б3.
Рассмотрим, как в зависимости от значений угла а меняется соотношение площадей б1,, б2 и б3. Из рис. 5 видно, что:
- если 0 < а < ^ я, то б, > б2 > б3;
1 2 _
-если -л<а<— я, то б, > б, > б,;
3 3 2 1

-если —я<а<я, то б2>б3>б,;
-если “Я<а<0, то б, > б3 > б2;

-если—я<а<—я, то б3>б.>б,;
3 3 3 1

-если -я<а<~—л, то б3>б2>б,.
Для определенности сначала рассмотрим диапазон углов а в пределах от я
0 до —. Для этого диапазона б, > б2 > б3. При других значениях а, расположив значения б,, б2 и 53 в порядке убывания, сначала можно найти, в каком диапа-