سایه‌نگاری (Shadowgraphy)

جریان سیال موضوعی بسیار پیچیده است که برای بسیاری از موارد آن هنوز روشهای تحلیلی دقیقی وجود ندارد. به دلیل عدم وجود روابط تحلیلی برای محاسبه و کاهش دادههای تجربی، مسئله اندازه‌گیری جریان همواره ساده و دقیق نیست. اغلب برای محاسبه ویژگی های جریان -از جمله: فشار، سرعت و پروفیل دما- از پروبهایی استفاده میشود که حضورشان در جریان باعث ایجاد تغییراتی در آن میشود به طوری که محقق در مورد دقت اندازهگیریها اطمینان ندارد. آشکارسازی جریان با روشهای نوری این مزیت را دارد که در صورت اجرای صحیح، جریان سیال را مختل نمیکند و به محقق ابزاری می دهد تا در ارتباط با سایر دستگاههای اندازه گیری، از آن استفاده کند.

آشکارسازی جریان در دینامیک سیالات برای آشکار کردن الگوهای جریان به منظور بدست آوردن اطلاعات کمی یا کیفی آنها استفاده میشود.

در برخی جریانها به کمک تغییر در ضریب شکست نور میتوان الگوهای جریان را آشکار نمود. آشکارسازی این نوع از سیالها، با روشهای نوری سایهنگاری و شیلرین میسر میباشد.

گرچه اساس کار روش‌های شیلرین و سایهنگاری به هم نزدیک است، اما چندین تفاوت بین آن‌ها وجود دارد. اولین تفاوت، این است که سایهنگاری یک تصویر نوری متمرکز نیست و یک سایه محض است. درحالی که، تصویر شیلرین همان تصویر واقعی است: یک تصویر نوری که توسط یک لنز تشکیل شده است و در نتیجه یک رابطه نوری با شیء دارد. دومین تفاوت این است که، روش شلیرن نیاز به لبه چاقو یا قطع دیگری از نور شکسته شده دارد، در صورتی که در سایهنگاری چنین وسیلهای مورد نیاز نیست. در نهایت، سطح روشنایی در تصویر شلیرن به اولین مشتق فضایی ضریب شکست و در سایهنگاری به دومین مشتق فضایی یا لاپلاسین پاسخ میدهد.

سایه نگاری: