Application of Mach-Zehnder interferometers for isolator shock trains
Title Alternative:Použití Mach-Zehnderova interferometru v řetězci rázu vln („shock trains“) izolátoru
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická univerzita v Liberci, Česká republika
Abstract
Systém Mach-Zehnderova interferometru kombinovaný s vysokorychlostní kamerou se aplikuje na řetězec rázu („shock train“) konstantním přímém kanálu pro vyjasnění jeho nestabilní charakteristiky, kde je Machovo číslo 1,44, Reynoldsovo číslo je 4,97 x 107 m-1 a tloušťka hraniční vrstvy je 0,472 mm. Okamžitého dvojrozměrného hustotního pole v řetězci rázu je kvantitativně dosaženo s vysokým prostorovým rozlišením. Současný Mach-Zehnderův interferometrický systém se jeví jako účinný pro měření nestálé hustoty v rázově dominantních proudech v dvojrozměrném kanálu. Oscilační charakteristika každého rázu v rázovém řetězci je demonstrována výkonovou spektrální analýzou pole nestálé hustoty.
Das System des Mach-Zehnder-Interferometers ist mit einer Hochgeschwindigkeitskamera kombiniert und findet Anwendung für die Kette von Schockwellen („shock trains“) in einem konstanten direkten Kanal zur Klärung seiner instabilen Charakteristik, wobei die Machzahl 1,44, die Reynoldszahl 4,97 x 107 m-1 und die Dicke der Grenzschicht 0,472 beträgt. Ein sofortiges zweidimensionales Dichtigkeitsfeld in der Kette der Stoßwellen wird quantitativ mit einer hohen Raumunterscheidung erreicht. Das gegenwärtige Mach-Zehnder-interferometrische System erweist sich als wirksam für die Messung unbeständiger Dichte in stoßdominanten Strömungen im zweidimensionalen Kanal. Die Oszillationscharakteristik eines jeden Stoßes in der Stoßkette wird durch eine Leistungsspektralanalyse des Feldes der unbeständigen Dichte demonstriert.
A Mach-Zehnder interferometer system combined with a high-speed camera is applied for a shock train in a constant-area straight duct to clarify its unsteady characteristic in which just upstream of the shock train the freestream Mach number is 1.44, the unit Reynolds number is 4.97 × 107 m-1, and the boundary layer thickness is 0.472 mm. An instantaneous two-dimensional density field in the shock train is quantitatively obtained with high spatial resolution. The present Mach-Zehnder interferometer system is found to be effective for unsteady density measurements in shock-dominated flows in a two-dimensional duct. The oscillatory characteristic of each shock in the shock train is demonstrated by power spectral analysis of the unsteady density field.
Zestaw interferometru Macha-Zehndera połączony z szybką kamerą zastosowany został do łańcucha uderzeń („shock train”) w stałym prostym tunelu w celu wyjaśnienia jego niestabilnej cechy, przy czym liczba Macha wynosi 1,44, liczba Reynoldsa wynosi 4,97 x 107 m-1 a grubość warstwy granicznej to 0,472 mm. Pod względem jakościowym, natychmiastowe dwuwymiarowe pole gęstości powstaje w łańcuchu uderzeń z dużą rozdzielczością przestrzenną. Obecny zestaw interferometru Macha-Zehndera wydaje się skuteczny w przypadku pomiarów niestabilnej gęstości w zdominowanych przez wstrząsy przepływach w dwuwymiarowym tunelu. Oscylacyjna charakterystyka każdego wstrząsu w łańcuchu uderzeń prezentowana jest poprzez analizę spektralną pola niestabilnej gęstości.
Das System des Mach-Zehnder-Interferometers ist mit einer Hochgeschwindigkeitskamera kombiniert und findet Anwendung für die Kette von Schockwellen („shock trains“) in einem konstanten direkten Kanal zur Klärung seiner instabilen Charakteristik, wobei die Machzahl 1,44, die Reynoldszahl 4,97 x 107 m-1 und die Dicke der Grenzschicht 0,472 beträgt. Ein sofortiges zweidimensionales Dichtigkeitsfeld in der Kette der Stoßwellen wird quantitativ mit einer hohen Raumunterscheidung erreicht. Das gegenwärtige Mach-Zehnder-interferometrische System erweist sich als wirksam für die Messung unbeständiger Dichte in stoßdominanten Strömungen im zweidimensionalen Kanal. Die Oszillationscharakteristik eines jeden Stoßes in der Stoßkette wird durch eine Leistungsspektralanalyse des Feldes der unbeständigen Dichte demonstriert.
A Mach-Zehnder interferometer system combined with a high-speed camera is applied for a shock train in a constant-area straight duct to clarify its unsteady characteristic in which just upstream of the shock train the freestream Mach number is 1.44, the unit Reynolds number is 4.97 × 107 m-1, and the boundary layer thickness is 0.472 mm. An instantaneous two-dimensional density field in the shock train is quantitatively obtained with high spatial resolution. The present Mach-Zehnder interferometer system is found to be effective for unsteady density measurements in shock-dominated flows in a two-dimensional duct. The oscillatory characteristic of each shock in the shock train is demonstrated by power spectral analysis of the unsteady density field.
Zestaw interferometru Macha-Zehndera połączony z szybką kamerą zastosowany został do łańcucha uderzeń („shock train”) w stałym prostym tunelu w celu wyjaśnienia jego niestabilnej cechy, przy czym liczba Macha wynosi 1,44, liczba Reynoldsa wynosi 4,97 x 107 m-1 a grubość warstwy granicznej to 0,472 mm. Pod względem jakościowym, natychmiastowe dwuwymiarowe pole gęstości powstaje w łańcuchu uderzeń z dużą rozdzielczością przestrzenną. Obecny zestaw interferometru Macha-Zehndera wydaje się skuteczny w przypadku pomiarów niestabilnej gęstości w zdominowanych przez wstrząsy przepływach w dwuwymiarowym tunelu. Oscylacyjna charakterystyka każdego wstrząsu w łańcuchu uderzeń prezentowana jest poprzez analizę spektralną pola niestabilnej gęstości.
Description
Subject(s)
shock train, supersonic flow, unsteady flow, mach-zehnder interferometer, density measurement
Citation
ISSN
1803-9782