フロー可​​視化

流体力学における流れの可視化、あるいは流れの可視化は、流れのパターンを可視化し、それに関する定性的または定量的な情報を得るために用いられる。

流れの可視化とは、流れのパターンを視覚化する技術のことです。ほとんどの流体（空気、水など）は透明なので、可視化する手段を用いなければ、肉眼では流れのパターンを見ることはできません。

歴史的に見ると、こうした手法には実験的手法が含まれていた。しかし、コンピュータモデルやCFD（計算流体力学）による流れのシミュレーション（例えば、新型車のエアコンの空気分布など）の開発に伴い、純粋に計算的な手法が開発されるようになった。

実験流体力学では、流れは3つの方法で可視化される。

• 表面流れの可視化：これは、固体表面に近づくにつれて、流れの流線が極限状態でどのように変化するかを明らかにするものです。風洞模型の表面に着色油を塗布すると、その一例となります（油は表面のせん断応力に反応して模様を形成します）。
• 粒子追跡法：煙やマイクロビーズなどの粒子を流れに加えることで、流体の動きを追跡できます。レーザー光のシートで粒子を照射することで、複雑な流体の流れパターンの断面を可視化できます。粒子が流れの流線に忠実に従うと仮定すると、粒子画像流速測定法や粒子追跡流速測定法を用いて、流れを可視化するだけでなく、その速度を測定することもできます。流体の流れの密度と一致する密度の粒子を用いると、最も正確な可視化が得られます。^{[ 1 ]}
• 光学的方法：流れの中には、屈折率の変化によってパターンが現れるものがあります。これらは、シャドウグラフ、シュリーレン写真、干渉法といった光学的手法によって可視化されます。より直接的な方法としては、（通常は液体の）流れに染料を添加して濃度を測定する方法があり、一般的には光減衰法やレーザー誘起蛍光法が用いられます。

科学的可視化において、流れは主に2つの方法で可視化されます。

• 与えられた流れを解析し、流線、筋線、軌跡線などの特性を示す解析手法。流れは有限表現で与えられる場合もあれば、滑らかな関数として与えられる場合もある。
• テクスチャ移流法とは、流れに応じてテクスチャ（または画像）を「曲げる」手法です。画像は常に有限であるため（流れは滑らかな関数として与えられる）、これらの手法は実際の流れの近似値を可視化します。

計算流体力学では、支配方程式の数値解によって、空間と時間における流体のあらゆる特性が得られます。この膨大な量の情報は、意味のある形で表示されなければなりません。したがって、流れの可視化は、計算流体力学においても実験流体力学と同様に重要です。

• メルツキルヒ、W. (1987).フロー可視化. ニューヨーク: アカデミック・プレス. ISBN 0-12-491351-2。
• ヴァン・ダイク、M. (1982).流体運動のアルバム. スタンフォード、カリフォルニア州: パラボリック・プレス. ISBN 0-915760-03-7。
• サミミー、M.、ブロイアー、KS、レアル、LG、スティーン、PH（2004）。流体運動のギャラリー。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 0-521-82773-6。
• 和解、GS (2001)。シュリーレン技術とシャドウグラフ技術: 透明な媒体における現象の視覚化。ベルリン: Springer-Verlag。ISBN 3-540-66155-7。
• Smits, AJ; Lim, TT (2000).フロー可視化：技術と例. Imperial College Press. ISBN 1-86094-193-1。

• フロー可​​視化技術2011年5月23日にWayback Machineにアーカイブされました。
• フロー可​​視化アルゴリズム。
• フロー可​​視化の事例集。
• 教育用粒子画像流速測定法（e-PIV） - リソースとデモンストレーション