Zastosowanie fotografii schlierenowskiej do wizualizacji impulsowej tarczy gazowej

• Autorzy: Rafalak Wiktoria , Bartnik Andrzej , Fok Tomasz , Węgrzyński Łukasz , Majszyk Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.6373

Warianty tytułu

EN

Application of Schlieren photography for visualisation of a pulsed gaseous target

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano metodę obrazowania optycznego, jaką jest fotografia schlierenowska, z zastosowaniem plazmy laserowej jako źródła promieniowania. zaprezentowano układy optyczne służące do wizualizacji stacjonarnego wypływu gazów oraz formowania impulsowej tarczy gazowej zarówno w powietrzu, jak i w próżni z zastosowaniem lasera He-Ne oraz plazmy laserowej jako impulsowego źródła światła. Przedstawiono zarejestrowane obrazy wypływu helu, dwutlenku węgla, kryptonu, azotu oraz heksafluorku siarki. Pokazano porównanie obrazów uzyskanych przy użyciu różnych źródeł światła oraz sposób rozchodzenia się badanych gazów w atmosferze. Przedstawiono obrazy dwustrumieniowej tarczy gazowej w próżni.

EN

The article describes schlieren photography, realised using a laser plasma as a radiation source. optical systems prepared for visualisation of a stationary gas outflow and a pulsed gaseous target, produced in an atmosphere or vacuum environment are presented. a He-Ne laser beam or laser plasmas were used as the light sources. schlieren images of outflows of helium, carbon dioxide, krypton, nitrogen and sulphur hexafluoride, are presented. a comparison of various gas streams, formed in atmosphere, imaged using different light sources are shown. schlieren images of a two-stream gaseous target formed in vacuum are also presented.

Słowa kluczowe

PL

załamanie światła; układ optyczny; plazma laserowa; fotografia schlierenowska

EN

automation; electronics; electrical engineering space; space technology; refraction; optical system; laser plasma; schlieren photography

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 72, nr 3
• Strony: 65--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Rafalak Wiktoria

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0009-0005-9484-5657

autor

Bartnik Andrzej

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-7555-8426

autor

Fok Tomasz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-9583-0389

autor

Węgrzyński Łukasz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-1532-0459

autor

Majszyk Mateusz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-8665-4309

Bibliografia

• [1] Mazumdar A., Principles and Techniques of Schlieren Imaging Systems, Columbia University, New York 2013.
• [2] Panigrahi P. K., Muralidhar K., Schlieren and Shadowgraph Methods in Heat and Mass Transfer, Springer 2012.
• [3] Weinstein L. M., Settles G. S., Chapter 1. Schlieren, [in:] Optical Metrology for Fluids, Combustion, and Solids, Springer 2003.
• [4] Schlieren Optics, Science Demonstrations, Harvard University, https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/schlieren-optics [dostęp: 22.11.2022 r.].
• [5] Kook S., Le M. K., Padala S., Hawkes E. R., Z-type Schlieren Setup and its Application to High-Speed Imaging of Gasoline Sprays, JSAE 20119146, 2011.
• [6] Settles G. S., Hackett E. B., Miller J. D., Weinstein L. M., Full-Scale Schlieren Flow Visualization, [in:] flow Visualization VII, (ed.) J. P. Crowder, Begell House, New York, 1995.
• [7] Sim H. S., Maes N., Pickett L. M., Skeen S. A., Manin J., High-speed Formaldehyde Planar Laser-induced Fluorescence and Schlieren to Assess Influences of Injection Pressure and Oxygen Concentration on Spray a Flames, Combustion and Flame, 253, 112806, 2023.
• [8] Darwish M., Mrňa L., Orazi L., Reggiani B., Numerical Modeling and Schlieren Visualization of the Gas-assisted Laser Cutting Under Various Operating Stagnation Pressures, International Journal of Heat And Mass Transfer, 147, 118965, 2020.
• [9] Critchley l., Applications of Schlieren Optics, Azooptics, 2018.
• [10] Traldi E., Boselli M., Simoncelli E., Stancampiano A., Gherardi M., Colombo V., Settle G. S., Schlieren Imaging: a Powerful Tool for Atmospheric Plasma Diagnostic, Springer, 2018.
• [11] Underwood T. C., Loebner K. T. K., Miller V. A., Cappelli M. A., Schlieren Diagnostic for Cinematic Visualization of Dense Plasma Jets at Alfvénic Timescales, Springer, 2020.
• [12] Bradley J. W., Oh Jun-Seok, Olabanji O. T., Hale C., Mariani R., Kontis K., Schlieren Photography of the Outflow from a Plasma Jet, IEEE transactions on Plasma Science, 39, 2011, 2312-2313.
• [13] Schlieren Imaging Investigation of the Hydrodynamics of Atmospheric Helium Plasma Jets, Journal of A pplied Physics, 119, 12, 2016.
• [14] Fiedorowicz H., Bartnik A., Daido H., Choi I. W., Suzuki M., Yamagami S., Strong Extreme Ultraviolet Emission from a Double-stream Xenon/helium Gas Puff Target Irradiated with a Nd:YAG Laser, Optics Communications,184, 1, 2000, 161-167.
• [15] Bunjong D., Pussadee N., Wattanakasiwich P., Optimized Conditions of Schlieren Photography, J. Phys.: Conf. Ser. 1144 012097, 2018.
• [16] Tomaschek F., Arnold D., Sering K., Stramikrosekunds F., A Corpus of Schlieren Photography of Speech Production: Potential Methodology to Study Aerodynamics of Labial, Nasal and Vocalic Processes, Language Resources and Evaluation, 55, 1, 2021, 1-14.
• [17] Ek S., Kornienko V., Roth A. Et Al., High-speed Videography of Transparent Media Using Illumination-based Multiplexed Schlieren, Sci. Rep.,12, 19018, 2022.
• [18] Bharadwaja R., Murugan A., Chen Y., Liou D. F., Application of Schlieren Technique in Additive Manufacturing: a Review, Proceedings of the 30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium, University of Texas at Austin, 2019.
• [19] Davies T. P., Schlieren Photography - Short Bibliography and Review, Optic and Laser Technology, 1981.
• [20] Settles G. S., Schlieren and Shadowgraph Techniques: Visualizing Phenomena in Transparent Media, Springer, 2013.