Gli autori vorrei ringraziare Hong Kong Research Grants Council (no. GRF526913), Hong Kong innovazione e tecnologia della Commissione (no. ITS/334/15FP) e noi ufficio di navale ricerca globale (no. N00014-16-1-2161) per il sostegno finanziario.

1. Wind Tunnel Setup
<ol><li>Modello ad ala Delta
	<ol>
<li>Costruire un modello ad ala delta da alluminio, con un angolo di sweep φ di 75 °, una lunghezza di corda c di 280mm, una radice span b di 150 mm e uno spessore di 5 mm. Hanno entrambi bordi smussati a 35° per fissare il punto di separazione17 (Vedi Figura 1a).</li>
	</ol></li>
	<li>Struttura di Galleria del vento
	<ol>
<li>Condurre esperimenti in galleria del vento bassa velocità circuito chiuso, con una sezione di test di 2,4 m (lunghezza) × 0,6 m (larghezza) × 0,6 m (altezza) che è attrezzata con pareti di vetro che consentono l'accesso ottico durante gli esperimenti. L'intensità turbolenta di un tale impianto deve essere inferiore a 0,4%. Nota: In questo studio, abbiamo usato una galleria del vento presso l'Hong Kong Polytechnic University con caratteristiche di cui sopra. Inoltre, la velocità di freestream U∞ ha variato da 2,64 m/s a 10.56 m/s, corrispondente a un numero di Reynolds, Re, da 5 × 104 a 2 × 105, basato sulla lunghezza della corda dell'ala delta, che è la gamma di volo tipica per un veicolo aereo senza equipaggio (UAV).</li>
		<li>Se necessario, è possibile utilizzare tre diversi regimi (Vedi Figura 1b-d) del foglio laser e telecamere per osservare le strutture di flusso in sezione longitudinale, sezione trasversale span-wise e la sezione trasversa. Schemi del setup sono mostrati in Figura 1b. Nota: Questo protocollo dimostra l'installazione e la misurazione nella sezione trasversale longitudinale in dettaglio.</li>
	</ol></li>
	<li>Installare l'ala di delta
	<ol>
<li>Fissare il bordo d'uscita dell'ala di delta il pungiglione, che è su una guida di movimento circolare utilizzata per regolare l'angolo di attacco (AoA), α. Il centro della Guida circolare è sulla linea centrale della sezione di prova di Galleria del vento. Così, il centro dell'ala delta può sempre essere al centro della sezione test. Regolare il AoA a α = 34 °.</li>
		<li>Regolare attentamente il modello ad ala delta per minimizzare qualsiasi angolo di imbardata e rullo di angolo, controllando le letture di un misuratore di angolo e un livello laser a tre assi. Nello studio corrente, l'incertezza di questi due angoli è minore di 0,1 °.</li>
	</ol></li>
	<li>Impostare il foglio di laser
	<ol>
<li>Utilizzare due laser separatamente per illuminare le strutture di flusso per la misura di PIV e visualizzazione del flusso di fumo.<ol>
<li>Per la misura di PIV, utilizzare un doppio impulso laser, con una lunghezza d'onda di 532 nm e un'energia massima di 600 mJ (regolabile) per ogni impulso. Controllare con un programma di sincronizzazione con transistor-transistor logic (TTL) segnali (cfr. Figura 1b).</li>
			<li>Per la visualizzazione del flusso di fumo, utilizzare un laser continuo con una lunghezza d'onda di 532 nm e una potenza di 1 w. Questo laser continuo funziona in modo indipendente. Durante l'installazione di installazione, è necessario utilizzare un filtro a densità neutra con 10% di trasmittanza per filtrare il fascio laser per la sicurezza.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Indossare occhiali di protezione laser appropriato.</li>
		<li>Regolare lo specchio di riflessione per introdurre il raggio laser nella galleria del vento. L'angolo tra l'asse di luce laser e lo specchio è <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq1.jpg"> </img>, per fare il raggio laser normale alla superficie di ala a delta. Assicurarsi che il raggio laser viene intorno la posizione x/c ≅ 0,25, che più tardi sarà il centro del campo visivo (FOV).</li>
		<li>Installare ottica laser (con il laser continuo, in un primo momento) per formare il foglio di laser, come mostrato in Figura 1b. La lente convessa è utilizzata per controllare la dimensione del fascio laser (anche lo spessore del foglio). La lente cilindrica espande il raggio laser in un foglio di laser. Nota: In questo studio, la lunghezza focale della lente cilindrica è di 700 mm e il diametro della lente cilindrica è 12 mm.</li>
		<li>Verifica dello spessore del foglio laser misurando la linea laser sul modello. Se lo spessore di lamiera laser non è adatto, regolare la posizione della lente convessa (qui, circa 1 mm, con un efficace larghezza della lamiera laser nel tratto di prova di circa 100 mm). Si noti che lo spessore della lamiera laser dipende 1) la componente di velocità nella direzione normale per il foglio di laser e 2) l'intervallo di tempo tra la coppia di istantanee in misura di PIV.</li>
		<li>Mettere una piastra di segnale di calibrazione sull'ala di delta, con la sua superficie coincidente al foglio di laser. Questo passaggio è essenziale perché il FOV nello studio corrente non è ortogonale alla coordinata di Galleria del vento.</li>
	</ol></li>
	<li>Installazione della telecamera
	<ol>
<li>Spegnere il laser quando si imposta la fotocamera. Come con i laser, è possibile utilizzare due telecamere per ogni parte separata di questo esperimento:<ol>
<li>Per la misura di PIV, utilizzare una telecamera CCD ad alta velocità con una risoluzione di 2048 × 2048 pixel. Questa fotocamera è controllato dal sincronizzatore e il polso dual laser (cfr. Figura 1b). Dati in questa fotocamera saranno trasmessi direttamente al computer.</li>
			<li>Per la visualizzazione del flusso di fumo, è necessario utilizzare una fotocamera digitale commerciale con una risoluzione snapshot di 4.000 × 6.000 pixel e una risoluzione di registrazione video 50 Hz di 720 × 1280 pixel durante la visualizzazione di portata fumi. Esso sarà gestito manualmente.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Spostare la posizione della fotocamera (fotocamera digitale e commerciale, in un primo momento) per ottenere il desiderato FOV. Regolare l'obiettivo della fotocamera di concentrarsi sulla piastra di target di calibrazione. Assicurarsi che l'intero campo è focalizzato. In caso contrario, le coordinate della fotocamera potrebbero non essere ortogonali alla piastra di target di calibrazione. Quindi, regolare la fotocamera posiziona attentamente18.</li>
		<li>Prendere diversi frame dopo che la fotocamera è ben impostata. Più tardi, queste cornici della piastra calibrazione destinazione verranno utilizzate per calibrare il fattore di scala tra la dimensione reale e il pixel del fotogramma e per individuare la posizione di riferimento nella coordinata xyz. Quindi, rimuovere la piastra di segnale di calibrazione.</li>
	</ol></li>
	<li>Attivare la Galleria del vento a bassa velocità (ad es., 3 m/s) e iniettare particelle di olio nella galleria del vento. Impostare la pressione del generatore di aerosol a 2,5 bar e farlo funzionare per 30 s per il metodo di visualizzazione del flusso pre-seminato. Dopo questo, l'intera galleria del vento sarà essere uniformemente seminata con particelle di olio ad un normale diametro di circa 1 µm. Nota: In questo studio, la concentrazione di densità delle particelle di olio stimato nella galleria del vento è circa <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq2.jpg"> nella visualizzazione Portata fumi; così, la variazione complessiva di densità di flusso in galleria del vento è <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq3.jpg"> </img>.</li>
	<li>Installazione del software di PIV
	<ol>
<li>Controllare il sistema PIV con il software PIV (Vedi tabella materiali). Questo software può comandare il sincronizzatore per inviare segnali TTL per il laser e la macchina fotografica, come mostrato in Figura 1b.</li>
		<li>Impostare la frequenza di campionamento a 5 Hz, con un numero di campionamento totale di 500. L'intervallo di tempo tra i fotogrammi PIV è 80 µs. nota che l'intervallo di tempo dipende dalla dimensione della velocità del flusso e FOV. Assicurarsi che le zone di interrogatorio in due fotogrammi hanno circa una sovrapposizione del 50-75%.</li>
	</ol></li>
</ol>2. esecuzione dell'esperimento
<ol><li>
Migliorata la visualizzazione del flusso di fumo
	<ol>
<li>Attivare la Galleria del vento alla velocità desiderata freestream (U = 2,64 m/s). Eseguirlo per 10 min stabilizzare la velocità di freestream. Al Re = 50.000, la velocità di freestream è U = 2,64 m/s.</li>
		<li>Accendere il laser continuo. Utilizzare la fotocamera digitale per catturare istantanee di 5-10 della struttura flusso.</li>
		<li>Verifica se il foglio di laser è a sezione trasversale longitudinale del nucleo LEV (Vedi la tipica struttura illustrata nella Figura 3). In questo caso, contrassegnare questa posizione sul modello ala delta come riferimento per la misurazione di PIV successiva; in caso contrario, modificare la posizione del laser foglio regolando la lente ottica e reimpostare la calibrazione come segue 1.4.6 - 1.5.3.</li>
		<li>Rivedere quelle immagini e controllare la messa a fuoco e luminosità. Se la qualità dell'immagine non è soddisfacente, è possibile regolare il diaframma dell'obiettivo o l'impostazione ISO.</li>
		<li>Prendere più istantanee (in genere circa 20) e video (circa 40 s) con opportuna configurazione. Disattivare il laser e trasferire i dati al computer.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Misurazione di PIV
	<ol>
<li>Base alla posizione di riferimento conosciuta dal passaggio 2.1.3 e i risultati delle istantanee dal punto 2.1.5, scegliere una regione interessante (x/c≈ 0,3) come il FOV, dove possono essere osservate vortical sottostrutture. Sostituire il laser continuo e fotocamera digitale con il doppio impulso laser e telecamera CCD per la misurazione di PIV.</li>
		<li>Ripetere i passaggi 1.4.6 - 1.5.3 per registrare la taratura per la misura di PIV.</li>
		<li>Attivare la Galleria del vento alla velocità desiderata freestream, U = 2,64 m/s. eseguirlo per 10 minuti assicurare che la velocità di freestream è stabile.</li>
		<li>Regolare il laser doppio impulso per il massimo livello di potenza e stand by. Utilizzare il software per avviare l'acquisizione di dati per 100 s. Una volta terminata la registrazione di dati, spegnere la testa del laser.</li>
		<li>Rivedere le immagini acquisite nel software e controllare la distribuzione del foglio di laser, la densità di particelle (solitamente 6-10 particelle in ogni area di interrogazione desiderata), la messa a fuoco e lo spostamento delle particelle tra i fotogrammi doppi (25-50% dell'interrogatorio zona).</li>
		<li>Se la qualità delle immagini è soddisfacente, come descritto al punto 2.2.5., salvare i dati sul disco rigido del PC ed eseguire altri casi ripetendo i passaggi sopra riportati. In caso contrario, ripetere i passaggi da 1.7 e 2.2 e regolare attentamente il programma di installazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. elaborazione dei dati
<ol><li>
Migliorata la visualizzazione con il fumo Nota: La seguente procedura, 3.1.1-3.1.4, vengono effettuate automaticamente tramite codice MATLAB (vedere il File di codifica supplementare).<ol>
<li>Trasformare il video in una sequenza di fotogrammi. Convertire i fotogrammi dal modulo RGB in scala di grigi. Ruotare la cornice per rendere la superficie dell'ala di delta orizzontale. Scegli l'area di interesse per l'elaborazione successiva (Figura 2a).</li>
		<li>Regolare la luminosità e il contrasto per evidenziare la struttura del flusso. Applicare una soglia adattiva per trasformare l'immagine in grigio per un'immagine binaria (Figura 2b).</li>
		<li>Sommare i valori binari in ogni colonna e trovare la posizione in cui la somma cambia improvvisamente. Questa posizione è la posizione di ripartizione di vortice (Figura 2C).</li>
		<li>Registrare le posizioni di ripartizione di vortice e loro tempi corrispondenti. La storia di tempo dell'oscillazione ripartizione così possa essere ottenuta.</li>
		<li>Utilizzare il fattore di scala di dimensioni di pixel-real (misurato dalle immagini con la piastra di segnale di calibrazione nel passaggio 1.5.3) per trasformare la storia di tempo da pixel a dimensione reale e per identificare la posizione di riferimento. Tracciare la storia di tempo dell'oscillazione del guasto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Misurazione di PIV
	<ol>
<li>Eseguire il software PIV. Utilizzare le immagini acquisite nel passaggio 2.2.2 per impostare il fattore di scala e la posizione di riferimento delle coordinate. Pre-elaborare i dati acquisiti attraverso la libreria di elaborazione di immagini per evidenziare le particelle e ridurre rumore18.</li>
		<li>Utilizzare il metodo di zona di interrogatorio adattivo con una dimensione di griglia minima di 32 × 32 pixel e una sovrapposizione minima del 50%. Scegliere l'area dell'immagine e impostare una convalida di 3x3 vettoriale per il cross-correlazioni adattive.</li>
		<li>Il risultato è dato come un campo di vettore di velocità, in cui i vettori blu sono i vettori corretti, quelle verdi sono i vettori sostituiti e quelli rossi sono vettori male.</li>
		<li>Applicare il 3 x 3 media convalida metodo per stimare la velocità locale confrontando i vettori nella sua zona commovente. Sostituire vettori che si discostano troppo da loro vicini con la media dei loro vicini.</li>
		<li>Calcolare le statistiche di vettore nelle mappe di velocità per ottenere le caratteristiche di flusso nella storia di tempo, ad esempio, la velocità media, la deviazione standard e la cross-correlazione tra componenti di velocità. Calcolare i derivati scalari dalla mappa vettoriale per illustrare le funzionalità interne del campo di flusso, ad esempio, la vorticità, sollecitazioni di taglio e forza vorticoso.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Smits, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow visualization: Techniques and examples. , (2012).</li><li>Barlow, J. B., Rae, W. H., Pope, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Low-speed wind tunnel testing. , (1999).</li><li>Merzkirch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow visualization. , (1987).</li><li>Raffel, M., Willert, C. E., Wereley, S., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle image velocimetry: A practical guide. , (2007).</li><li>Westerweel, J., Elsinga, G. E., Adrian, R. 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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo articolo presenta i due metodi di visualizzazione del flusso, la visualizzazione migliorato flusso di fumo e la misurazione PIV, per indagare la struttura del flusso sopra l'ala di delta qualitativamente e quantitativamente. Le procedure generali dell'esperimento sono descritte passo per passo. Le configurazioni di questi due metodi sono quasi gli stessi, mentre i dispositivi coinvolti sono diversi. Il principio di base di questi metodi di visualizzazione del due flusso è quello di illuminare le particelle nel flusso tramite il foglio di laser. La visualizzazione migliore portata fumi può ottenere la struttura del flusso globale e le piccole strutture locali allo stesso tempo, che è utile per ottenere una panoramica di una struttura di flusso sconosciuto. L'analisi quantitativa di PIV fornisce una mappa dettagliata di vettore del campo di flusso interessante. Così, combinando questi metodi di visualizzazione del flusso può migliorare significativamente l'efficienza di ricerca.
Confrontato con visualizzazione del flusso normale filo di fumo, il metodo di visualizzazione del flusso di fumo ha dimostrato qui è piuttosto efficientemente condotto. Perché le particelle sono distribuite uniformemente, strutture di piccolo flusso sono facilmente identificabili. In un complesso flusso tridimensionale, questo metodo consente la lamiera laser essere impostare in qualsiasi posizione spaziale per osservare i campi di flusso in diverse sezioni, mentre nel metodo tradizionale filo di fumo, il foglio di laser deve sempre essere allineato con il fumo direzione e la finestra di osservazione è di conseguenza limitato26. Inoltre, questo metodo migliorato non perdere alcun dettaglio di flusso causati dall'assenza del fumo in alcune regioni durante un esperimento di filo di fumo. Tuttavia, questo metodo non sarebbe adatto a strutture di anello aperto Galleria del vento a causa di come viene effettuata la semina. I dati di visualizzazione del flusso devono essere attentamente analizzati per evitare le insidie di luminarie immaginario3,27.
Perché il campo di flusso sopra l'ala di delta è altamente tridimensionale e sensibili a qualsiasi tipo di disturbo, le indagini non intrusiva sono raccomandate21. Per misure in aerei, è essenziale considerare il componente di velocità ortogonali sull'aereo da osservazione durante PIV misura28,29. In questo caso, l'intervallo di tempo tra due telai e dello spessore del foglio laser deve essere un compromesso con la velocità ortogonale per garantire che la maggior parte delle particelle non spostare il foglio di laser. Per le misure simili, si consiglia di eseguire diversi casi con i parametri di installazione diverso in anticipo per identificare quelli più adatti.
I metodi di visualizzazione flusso descritti in questa carta sono conveniente, efficiente e a basso costo. In futuro, queste tecniche si applicherà ai campi di flusso complesso con controllo di flusso attivo, come bluff bodydrag interazione riduzione e vortice-struttura, per valutare gli effetti di controllo rapidamente, capire i meccanismi di controllo e accelerare il ottimizzazione dei parametri di controllo.

Misurazione del campo di flusso tramite tecniche di visualizzazione è una metodologia di base in ingegneria fluida. Tra le tecniche di visualizzazione differenti, fumo filo visualizzazione del flusso in esperimenti di Galleria del vento e la visualizzazione di tintura in esperimenti di tunnel di acqua sono il più ampiamente usato per illustrare strutture di flusso qualitativamente. PIV e laser Doppler anemometria (LDA) sono due tecniche quantitative tipico1.
Nella visualizzazione del flusso di filo di fumo, fumo streaklines generati da goccioline di olio su un filo di riscaldamento o iniettato dal generatore di fumo/contenitore esterno durante gli esperimenti. Ad alta potenza luci o laser fogli vengono utilizzati per illuminare il fumo streaklines. Immagini vengono quindi registrate per ulteriori analisi. Si tratta di un semplice ma molto utile flusso visualizzazione metodo2. Tuttavia, l'efficacia di questo metodo può essere limitata da vari fattori, come la breve durata di fili di fumi, il campo di flusso tridimensionale complessa, la relativamente elevata velocità del flusso e l'efficienza della generazione del fumo3.
Misure PIV, una sezione trasversale di un campo di flusso con particelle trascinate è illuminata da un foglio di laser, in posizioni istantanee delle particelle in questa sezione vengono catturati da una telecamera ad alta velocità. All'interno di un intervallo di tempo piccole estremamente, viene registrato un paio di immagini. Dividere le immagini in una griglia delle zone di interrogatorio e calcolando il moto medio delle particelle nelle zone di interrogatorio attraverso funzioni di correlazione incrociata, la mappa di vettore velocità istantanea in questo spaccato osservato possa essere ottenuta. Tuttavia, è anche noto che è necessario raggiungere compromessi per fattori tra cui la dimensione della finestra di osservazione, la risoluzione della mappa velocità, la grandezza di velocità nel piano, l'intervallo di tempo tra la coppia di immagini, la velocità ortogonale grandezza e la densità delle particelle4. Di conseguenza, molti esperimenti esplorativi è necessario per ottimizzare le impostazioni sperimentali. Sarebbe costoso e richiede tempo per indagare un campo sconosciuto e complesso flusso con PIV misura solo5,6. Considerando le preoccupazioni di cui sopra, una strategia per combinare PIV misura e visualizzazione del flusso di fumo viene proposto e dimostrata qui per studiare il flusso complesso sopra un'aletta di delta.
Numerosi studi di LEV scorre sopra Ali a delta sono stati condotti7,8, con tecniche di visualizzazione del flusso utilizzati come strumenti primari. Sono stati osservati molte interessanti fenomeni di flusso: tipo di spirale e bolla tipo vortice guasti9,10, un taglio instabile strato sottostruttura11,12, oscillazioni delle posizioni di ripartizione LEV13 , e gli effetti del beccheggio e imbardata angoli14,15,16 sulle strutture di flusso. Tuttavia, i meccanismi di fondo di alcuni fenomeni instabili nei flussi ala delta rimangono poco chiari7. In questo lavoro, la visualizzazione del flusso fumo è migliorata usando le stesse particelle semina utilizzate nella misurazione di PIV, invece di un filo di fumo. Questo miglioramento semplifica l'operazione di visualizzazione e aumenta la qualità delle immagini. Sulla base dei risultati dalla visualizzazione migliorata Portata fumi, misura PIV si concentra su quei campi di flusso di interesse ad acquisire le informazioni quantitative.
Qui, viene fornita una descrizione dettagliata per spiegare come condurre un esperimento di visualizzazione del flusso in una galleria del vento e per indagare su fenomeni di moto vario sopra un ala di delta. Due metodi di visualizzazione, la visualizzazione del flusso di fumo migliorata e la misurazione di PIV, utilizzati insieme in questo esperimento. La procedura include istruzioni dettagliate per la regolazione di installazione e parametro del dispositivo. I risultati tipici sono dimostrati per mostrare il vantaggio di combinare questi due metodi per misurare il campo di flusso complesso spazialmente e temporalmente.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>532 nm Nd:YAG laser</td>
			<td>Quantel Laser</td>
			<td>Evergreen 600mJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High speed camera</td>
			<td>Dantec Dynamic</td>
			<td>HiSense 4M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>camera lens</td>
			<td>Tamron</td>
			<td>SP AF180mm F/3.5 Di</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIV recording and processing software</td>
			<td>Dantec Dynamic</td>
			<td>DynamicStudio</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cylindrical lens</td>
			<td>Newport</td>
			<td></td>
			<td>&#934;=12 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>convex lens</td>
			<td>Newport</td>
			<td></td>
			<td>f=700 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>neutral density filter</td>
			<td>Newport</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration target</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>aerosol generator</td>
			<td>TSI</td>
			<td>TSI 9307-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PULSE GENERATOR</td>
			<td>Berkeley Nucleonics Corp</td>
			<td>BNC 575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>continuous laser</td>
			<td></td>
			<td>APGL-FN-532-1W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Nikon D5200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image processing</td>
			<td>Matlab</td>
			<td></td>
			<td>custom code</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wind tunnel support</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>laser level</td>
			<td>BOSCH</td>
			<td>GLL3-15X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>angle meter</td>
			<td>BOSCH</td>
			<td>GAM220</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental investigation of the flow structure over a delta wing via flow visualization methods

È noto che il campo di flusso sopra un ala di delta è dominato da una coppia di vortici di contatore rotante leading edge (LEV). Tuttavia, il loro meccanismo non è buono capito. La tecnica di visualizzazione del flusso è un promettente metodo non intrusivo per illustrare il campo di flusso complesso spazialmente e temporalmente. Una configurazione di visualizzazione del flusso di base è costituito da un laser ad alta potenza e lenti ottiche per generare il foglio di laser, una fotocamera, un generatore di particelle di tracciante e un processore di dati. L'installazione di Galleria del vento, le specifiche dei dispositivi coinvolti e le corrispondenti impostazioni dei parametri dipendono le caratteristiche di flusso per essere ottenuti.
Visualizzazione del flusso normale filo di fumo utilizza un filo di fumo per illustrare il flusso streaklines. Tuttavia, le prestazioni di questo metodo sono limitata dalla scarsa risoluzione spaziale quando è condotta in un campo di flusso complesso. Pertanto, è stata sviluppata una tecnica di visualizzazione migliorata Portata fumi. Questa tecnica viene illustrato il campo di flusso LEV globale su larga scala e la struttura di flusso di strati di taglio su piccola scala allo stesso tempo, fornendo un prezioso riferimento per misura di seguito dettagliate particella immagine velocimetry (PIV).
In questa carta, l'applicazione di visualizzazione migliorata Portata fumi e misurazione PIV per studiare i fenomeni di moto vario sopra un ala di delta è dimostrato. La procedura e le precauzioni per condurre l'esperimento sono elencati, tra cui Galleria del vento installazione, acquisizione dati ed elaborazione dati. I risultati rappresentativi mostrano che questi metodi di visualizzazione del due flusso sono efficaci tecniche per lo studio del campo di flusso tridimensionale qualitativamente e quantitativamente.

Figura 2d Mostra le storie di tempo delle posizioni ripartizione LEV. La curva nera indica il portside LEV e la curva rossa dritta LEV. La scala di tempo è nondimensionalized per la lunghezza di velocità e corda di flusso libero. Il coefficiente di correlazione tra queste due storie di tempo è r = −0.53, che indica una forte interazione anti-simmetrica delle oscillazioni della posizione di ripartizione LEV. Questo risultato concorda bene con il lavoro di altri13,19,20.
Nella figura 3 viene mostrata la struttura di flusso LEV in sezione trasversale longitudinale a α = 34 ° e Re = 75.000. L'immagine originale è stato catturato dalla fotocamera digitale in formato RGB, con una durata di esposizione di 1/500 secondi. In questa figura, la coordinata è normalizzata per la lunghezza di corda di ala a delta. Una scala di 10 mm viene rappresentata in alto a destra per riferimento. Il risultato dimostra chiaramente il nucleo primario di LEV, che si sviluppa dalla punta dell'ala delta alla valle in una linea retta. Vicino alla posizione a x = 0,19 c, il nucleo del vortice si espande all'improvviso. Questo è noto come il bordo d'attacco vortice ripartizione9,21. Dopo la posizione di ripartizione, sulla scia diventa turbolenta. Intorno al nucleo primario di LEV sono piccole strutture vorticose. Queste sottostrutture provengono da bordi e ricciolo intorno al nucleo del vortice primario all'interno di avvolgimento shear strato12,22,23. Come le sostruzioni sposta nello strato interno della LEV, la loro forma è allungata a causa del componente relativamente ad alta velocità in direzione longitudinale vicino al nucleo del vortice. Durante l'esperimento, si fa notare che la struttura del flusso della LEV è abbastanza ferma, tranne nella posizione di ripartizione LEV. Questo risultato dimostra che questo metodo di visualizzazione del flusso fumo può raggiungere un buon equilibrio tra la struttura locale piccolo flusso e l'evoluzione della struttura flusso globale.
La figura 4 Mostra le immagini di tipici delle particelle in una regione di 64x64 pixel, catturato dalla misura di PIV. Nella zona di interrogatorio di 32 x 32 pixel nel telaio A, ci sono 10 particelle identificate, segnate da cerchi gialli. Dopo l'intervallo di tempo tra due fotogrammi, queste particelle si spostano in nuove posizioni, come indicato in cornice. Gli spostamenti sono circa un quarto della zona di interrogatorio, risultante in una sovrapposizione quasi 70% tra queste aree di interrogatorio. Inoltre, quasi tutte le particelle rimangono nel piano del foglio del laser, che indica che i parametri di configurazione sono stati scelti in modo appropriato per questo caso.
La figura 5 Mostra i risultati PIV tempo-mediata nelle sezioni trasversali longitudinale e spanwise. Prima di effettuano queste misurazioni, la visualizzazione migliorata Portata fumi è condotto per identificare la posizione di nucleo del vortice primario, come segue 2.1.1 - 2.1.3. Le coordinate nella Figura 5 sono normalizzate da Ala delta corda lunghezza c e la lunghezza di semispan locale SL. La vorticità <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq4.jpg"> è normalizzato come ω * = ωU∞/c. Secondo questo risultato, il nucleo primario vortice può essere facilmente identificato dalla linea inflessione della vorticità positiva e negativa, ed è contrassegnato dalla linea tratteggiata nera. Nelle regioni inferiore e superiore, gli strati di taglio rotolamento mostrano grande vorticità. Le λci criterio24,25 viene utilizzato per identificare i vortici da misura di PIV. In Figura 5, le linee continue illustrano la regione con una forza vorticoso locale inferiore a zero, che indica l'esistenza di vortici. Vicino al nucleo, le sottostrutture sono allungate e non vengono visualizzati nel contorno di forza vorticoso. Tuttavia, il contorno di vorticità concentrato ancora suggerisce le sostruzioni qui, indicata dalla linea tratteggiata bianca. In Figura 5b, la mappa di vettore di velocità illustra chiaramente che su ogni lato, il flusso separa all'avanguardia e forma uno strato di taglio forte, che più tardi rotoli nel nucleo LEV. Complementari alla struttura del flusso in sezione trasversale longitudinale, la struttura di flusso spanwise mostra chiaramente l'evoluzione delle sostruzioni del vorticose esterne.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57244/57244fig1.jpg"> Figura 1: schemi di configurazioni. (a) il modello ad ala delta; configurazioni (b-d) per la misura di PIV in sezione longitudinale, sezione trasversale spanwise e la sezione trasversale, rispettivamente. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57244/57244fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57244/57244fig2.jpg"> Figura 2: misurazione della posizione di ripartizione LEV. (a) un risultato di visualizzazione Portata fumi mostrando la struttura all'avanguardia vortice in sezione trasversa: α = 34 ° e Re = 50.000; l'area contrassegnata è ruotato e successivamente trasformato. (b) l'immagine binaria del tracciato (a), che mostrano chiaramente il nucleo LEV e ripartizione. (c) la somma di ogni colonna nell'immagine binaria (b) e la posizione di ripartizione LEV identificata in direzione longitudinale (direzione x), normalizzata dalla corda lunghezza c. (d) le storie di tempo delle posizioni ripartizione LEV. <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq5.jpg"> è la posizione di tempo-mediata e <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57244/57244eq6.jpg"> è la distanza istantanea alla posizione mediato nel tempo. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57244/57244fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57244/57244fig3.jpg"> Figura 3: la struttura all'avanguardia vortice nella sezione trasversale longitudinale a α = 34 ° e Re = 75.000, ottenuti dalla visualizzazione Portata fumi. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57244/57244fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57244/57244fig4.jpg"> Figura 4: immagini di particelle in una regione di 64x64 pixel. La corrispondente zona di interrogatorio è 32 x 32 pixel. L'intervallo di tempo tra i fotogrammi A e B è 80 microsecondi. Le particelle identificate nella zona interrogatorio originale sono contrassegnate da cerchi gialli. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57244/57244fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57244/57244fig5.jpg"> Figura 5: Risultati tempo-mediata PIV. (un) adimensionale vorticità ω * contorno con linee continue marcatura che le regioni con locale vorticoso forza inferiore a zero nella sezione trasversale longitudinale. (b) Dimensionless vorticità ω * contorno con vettori di velocità nella sezione trasversale spanwise a x = 0,4c; le coordinate sono normalizzate dalla locale lunghezza semispan SL (α = 34 ° e Re = 50.000). <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57244/57244fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

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Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

Qui, presentiamo un protocollo per osservare i flussi vorticosi instabili nel ala a delta con una tecnica Portata fumi modificate e studiare il meccanismo responsabile per le oscillazioni delle posizioni ripartizione vortice marginale.

Indagine sperimentale della struttura flusso sopra un ala di Delta tramite metodi di visualizzazione del flusso

It is well known that the flow field over a delta wing is dominated by a pair of counter rotating leading edge vortices (LEV). However, their mechanism is ...

experimental-investigation-flow-structure-over-delta-wing-via-flow

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Civil Engineering

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Flow over Immersed Bodies

Force Vectors

SCIENTISTS IN ACTION

10.5K Views.  Hong Kong Polytechnic University. Qui, presentiamo un protocollo per osservare i flussi vorticosi instabili nel ala a delta con una tecnica Portata fumi modificate e studiare il meccanismo responsabile per le oscillazioni delle posizioni ripartizione vortice marginale.

Video: Experimental Investigation of the Flow Structure over a Delta Wing Via Flow Visualization Methods

Determining 3D Flow Fields via Multi-camera Light Field Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and observed phenomena in fluid flows. Thus, a need exists for an accessible method capable of resolving three-dimensional (3D) data sets for a range of problems. We present a novel technique for performing quantitative 3D imaging of many types of flow fields. The 3D technique enables investigation of complicated velocity fields and bubbly flows. Measurements of these types present a variety of challenges to the instrument. For instance, optically dense bubbly multiphase flows cannot be readily imaged by traditional, non-invasive flow measurement techniques due to the bubbles occluding optical access to the interior regions of the volume of interest. By using Light Field Imaging we are able to reparameterize images captured by an array of cameras to reconstruct a 3D volumetric map for every time instance, despite partial occlusions in the volume. The technique makes use of an algorithm known as synthetic aperture (SA) refocusing, whereby a 3D focal stack is generated by combining images from several cameras post-capture 1. Light Field Imaging allows for the capture of angular as well as spatial information about the light rays, and hence enables 3D scene reconstruction. Quantitative information can then be extracted from the 3D reconstructions using a variety of processing algorithms. In particular, we have developed measurement methods based on Light Field Imaging for performing 3D particle image velocimetry (PIV), extracting bubbles in a 3D field and tracking the boundary of a flickering flame. We present the fundamentals of the Light Field Imaging methodology in the context of our setup for performing 3DPIV of the airflow passing over a set of synthetic vocal folds, and show representative results from application of the technique to a bubble-entraining plunging jet.

A technique for performing quantitative three-dimensional (3D) imaging for a range of fluid flows is presented. Using concepts from the area of Light Field Imaging, we reconstruct 3D volumes from arrays of images. Our 3D results span a broad range including velocity fields and multi-phase bubble size distributions.

Determinazione campi di flusso 3D tramite multi-camera campo di luce Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and ...

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Fabrication, Operation and Flow Visualization in Surface-acoustic-wave-driven Acoustic-counterflow Microfluidics

Surface acoustic waves (SAWs) can be used to drive liquids in portable microfluidic chips via the acoustic counterflow phenomenon. In this video we present the fabrication protocol for a multilayered SAW acoustic counterflow device. The device is fabricated starting from a lithium niobate (LN) substrate onto which two interdigital transducers (IDTs) and appropriate markers are patterned. A polydimethylsiloxane (PDMS) channel cast on an SU8 master mold is finally bonded on the patterned substrate. Following the fabrication procedure, we show the techniques that allow the characterization and operation of the acoustic counterflow device in order to pump fluids through the PDMS channel grid. We finally present the procedure to visualize liquid flow in the channels. The protocol is used to show on-chip fluid pumping under different flow regimes such as laminar flow and more complicated dynamics characterized by vortices and particle accumulation domains.

In this video we first describe fabrication and operation procedures of a surface acoustic wave (SAW) acoustic counterflow device. We then demonstrate an experimental setup that allows for both qualitative flow visualization and quantitative analysis of complex flows within the SAW pumping device.

Fabbricazione, il funzionamento e la visualizzazione del flusso in superficiali acustiche onda-driven Microfluidics Acoustic-controcorrente

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Measuring Material Microstructure Under Flow Using 1-2 Plane Flow-Small Angle Neutron Scattering

A new small-angle neutron scattering (SANS) sample environment optimized for studying the microstructure of complex fluids under simple shear flow is presented. The SANS shear cell consists of a concentric cylinder Couette geometry that is sealed and rotating about a horizontal axis so that the vorticity direction of the flow field is aligned with the neutron beam enabling scattering from the 1-2 plane of shear (velocity-velocity gradient, respectively). This approach is an advance over previous shear cell sample environments as there is a strong coupling between the bulk rheology and microstructural features in the 1-2 plane of shear. Flow-instabilities, such as shear banding, can also be studied by spatially resolved measurements. This is accomplished in this sample environment by using a narrow aperture for the neutron beam and scanning along the velocity gradient direction. Time resolved experiments, such as flow start-ups and large amplitude oscillatory shear flow are also possible by synchronization of the shear motion and time-resolved detection of scattered neutrons. Representative results using the methods outlined here demonstrate the useful nature of spatial resolution for measuring the microstructure of a wormlike micelle solution that exhibits shear banding, a phenomenon that can only be investigated by resolving the structure along the velocity gradient direction. Finally, potential improvements to the current design are discussed along with suggestions for supplementary experiments as motivation for future experiments on a broad range of complex fluids in a variety of shear motions.

A shear cell is developed for small-angle neutron scattering measurements in the velocity-velocity gradient plane of shear and is used to characterize complex fluids. Spatially resolved measurements in the velocity gradient direction are possible for studying shear-banding materials. Applications include investigations of colloidal dispersions, polymer solutions, and self-assembled structures.

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Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

Metodi sperimentali avanzati per bassa temperatura magnetotrasporto Misura di nuovi materiali

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Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor compression based cooling process. Nickel-Titanium (Ni-Ti) based alloy systems, especially, show large elastocaloric effects. Furthermore, exhibit large latent heats which is a necessary material property for the development of an efficient solid-state based cooling process. A scientific test rig has been designed to investigate these processes and the elastocaloric effects in SMAs. The realized test rig enables independent control of an SMA&#39;s mechanical loading and unloading cycles, as well as conductive heat transfer between SMA cooling elements and a heat source/sink. The test rig is equipped with a comprehensive monitoring system capable of synchronized measurements of mechanical and thermal parameters. In addition to determining the process-dependent mechanical work, the system also enables measurement of thermal caloric aspects of the elastocaloric cooling effect through use of a high-performance infrared camera. This combination is of particular interest, because it allows illustrations of localization and rate effects &#8212; both important for efficient heat transfer from the medium to be cooled.
The work presented describes an experimental method to identify elastocaloric material properties in different materials and sample geometries. Furthermore, the test rig is used to investigate different cooling process variations. The introduced analysis methods enable a differentiated consideration of material, process and related boundary condition influences on the process efficiency. The comparison of the experimental data with the simulation results (of a thermomechanically coupled finite element model) allows for better understanding of the underlying physics of the elastocaloric effect. In addition, the experimental results, as well as the findings based on the simulation results, are used to improve the material properties.

Experimental methods for investigation of solid state cooling processes and characterization of elastocaloric material properties of Shape Memory Alloys (SMA) are presented. A custom-built test rig has been designed for controlling and comprehensive monitoring of elastocaloric cooling processes. Furthermore, it provides a validation platform for thermomechanically coupled modeling approaches.

Metodi sperimentali per le indagini di memoria di forma a base processi di raffreddamento Elastocaloric e validazione del modello

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic recording of image sequences. The basic components, features, constraints and optimization tips of a 3D-PTV topology consisting of a high-speed camera with a four-view splitter are described and discussed in this article. The technique is applied to the intermediate flow field (5 &#60;x/d &#60;25) of a circular jet at Re &#8776; 7,000. Lagrangian flow features and turbulence quantities in an Eulerian frame are estimated around ten diameters downstream of the jet origin and at various radial distances from the jet core. Lagrangian properties include trajectory, velocity and acceleration of selected particles as well as curvature of the flow path, which are obtained from the Frenet-Serret equation. Estimation of the 3D velocity and turbulence fields around the jet core axis at a cross-plane located at ten diameters downstream of the jet is compared with literature, and the power spectrum of the large-scale streamwise velocity motions is obtained at various radial distances from the jet core.

A three-dimensional particle tracking velocimetry (3D-PTV) system based on a high-speed camera with a four-view splitter is described here. The technique is applied to a jet flow from a circular pipe in the vicinity of ten diameters downstream at Reynolds number Re &#8776; 7,000.

Tridimensionale Velocimetry monitoraggio di particelle per applicazioni Turbulence: caso di flusso Jet

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

Design and Use of a Full Flow Sampling System (FFS) for the Quantification of Methane Emissions

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas industry faces continued scrutiny for methane emissions from across the supply chain, due to methane&#39;s relatively high global warming potential (25-84x that of carbon dioxide, according to the Energy Information Administration). Currently, a variety of techniques of varied uncertainties exists to measure or estimate methane emissions from components or facilities. Currently, only one commercial system is available for quantification of component level emissions and recent reports have highlighted its weaknesses.
In order to improve accuracy and increase measurement flexibility, we have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases based on transportation emissions measurement principles. The FFS is a modular system that consists of an explosive-proof blower(s), mass airflow sensor(s) (MAF), thermocouple, sample probe, constant volume sampling pump, laser based greenhouse gas sensor, data acquisition device, and analysis software. Dependent upon the blower and hose configuration employed, the current FFS is able to achieve a flow rate ranging from 40 to 1,500 standard cubic feet per minute (SCFM). Utilization of laser-based sensors mitigates interference from higher hydrocarbons (C2+). Co-measurement of water vapor allows for humidity correction. The system is portable, with multiple configurations for a variety of applications ranging from being carried by a person to being mounted in a hand drawn cart, on-road vehicle bed, or from the bed of utility terrain vehicles (UTVs). The FFS is able to quantify methane emission rates with a relative uncertainty of &#177; 4.4%. The FFS has proven, real world operation for the quantification of methane emissions occurring in conventional and remote facilities.

Design and Use of a Full Flow Sampling System FFS for the Quantification of Methane Emissions

We have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases from across the natural gas supply chain.

Progettazione e l&#39;uso di un sistema di campionamento a flusso pieno (FFS) per la quantificazione delle emissioni di metano

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas ...

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the main trend in the advanced development of flow cytometry. Notably, adding high-resolution imaging capabilities allows for the complex morphological analysis of cellular/sub-cellular structures. This is not possible with standard flow cytometers. However, it is valuable for advancing our knowledge of cellular functions and can benefit life science research, clinical diagnostics, and environmental monitoring. Incorporating imaging capabilities into flow cytometry compromises the assay throughput, primarily due to the limitations on speed and sensitivity in the camera technologies. To overcome this speed or throughput challenge facing imaging flow cytometry while preserving the image quality, asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (ATOM) has been demonstrated to enable high-contrast, single-cell imaging with sub-cellular resolution, at an imaging throughput as high as 100,000 cells/s. Based on the imaging concept of conventional time-stretch imaging, which relies on all-optical image encoding and retrieval through the use of ultrafast broadband laser pulses, ATOM further advances imaging performance by enhancing the image contrast of unlabeled/unstained cells. This is achieved by accessing the phase-gradient information of the cells, which is spectrally encoded into single-shot broadband pulses. Hence, ATOM is particularly advantageous in high-throughput measurements of single-cell morphology and texture &#8211; information indicative of cell types, states, and even functions. Ultimately, this could become a powerful imaging flow cytometry platform for the biophysical phenotyping of cells, complementing the current state-of-the-art biochemical-marker-based cellular assay. This work describes a protocol to establish the key modules of an ATOM system (from optical frontend to data processing and visualization backend), as well as the workflow of imaging flow cytometry based on ATOM, using human cells and micro-algae as the examples.

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

This protocol describes the implementation of an asymmetric-detection time-stretch optical microscopy system for single-cell imaging in ultrafast microfluidic flow and its applications in imaging flow cytometry.

Citometria del flusso microfluidico di imaging mediante rilevazione asimmetrica Microscopia ottica di stretching (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...

Experimental Methods for Trapping Ions Using Microfabricated Surface Ion Traps

Ions trapped in a quadrupole Paul trap have been considered one of the strong physical candidates to implement quantum information processing. This is due to their long coherence time and their capability to manipulate and detect individual quantum bits (qubits). In more recent years, microfabricated surface ion traps have received more attention for large-scale integrated qubit platforms. This paper presents a microfabrication methodology for ion traps using micro-electro-mechanical system (MEMS) technology, including the fabrication method for a 14 &#181;m-thick dielectric layer and metal overhang structures atop the dielectric layer. In addition, an experimental procedure for trapping ytterbium (Yb) ions of isotope 174 (174Yb+) using 369.5 nm, 399 nm, and 935 nm diode lasers is described. These methodologies and procedures involve many scientific and engineering disciplines, and this paper first presents the detailed experimental procedures. The methods discussed in this paper can easily be extended to the trapping of Yb ions of isotope 171 (171Yb+) and to the manipulation of qubits.

This paper presents a microfabrication methodology for surface ion traps, as well as a detailed experimental procedure for trapping ytterbium ions in a room-temperature environment.

Metodi sperimentali per intrappolare gli ioni utilizzando microfabbricati trappole ioniche in superficie

Ions trapped in a quadrupole Paul trap have been considered one of the strong physical candidates to implement quantum information processing. This is due ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Flusso-assistita dielettroforesi: Un metodo a basso costo per la realizzazione di dispositivi ad alte prestazioni soluzione-processable Nanowire

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...