Stromingsvisualisatie

Stromingsvisualisatie is een vakgebied binnen de computational fluid dynamics en de flow science dat zich bezighoudt met het visueel maken van stromingsvelden zoals snelheid, druk en vorticiteit in vloeistoffen en gassen. Het doel is om patronen, karakteristieke structuren en processen in een stroming te begrijpen en te communiceren.

De gegevens voor stromingsvisualisatie komen uit experimenten (bijv. Particle Image Velocimetry PIV, laser-D Doppler velocimetry LDV, schlieren- of interferometrieopstellingen) of uit numerieke simulaties zoals computational fluid dynamics (CFD).

Veelgebruikte visualisatiebenaderingen zijn Lagrangische en Euleriaanse weergave van het veld. Typische technieken zijn streamlines, pathlines en streaklines om de richting en orde van de stroming te tonen; vectorvelden weergegeven met pijlen of kegels; en iso-waarden en volumetrische weergave van scalars zoals druk of turbulente viscositeit. Ook kleurtoekenning (colormaps) en glyphs worden ingezet. Voor drie dimensionale velden worden iso-surfaces en volume rendering toegepast, en particle tracing kan real-time of in offline analyses worden uitgevoerd.

Stromingsvisualisatie ondersteunt ontwerp en analyse in onder meer luchtvaart, auto-industrie, meteorologie, oceaanwetenschap en biomedische stromingen. Uitdagingen omvatten occlusie, clutter, hoge data-dichtheid en interpretatie van tijdafhankelijke of niet-lineaire fenomenen. Vaak wordt stromingsvisualisatie gecombineerd met meetdata zoals PIV om zowel kwalitatieve als kwantitatieve inzichten te verkrijgen.

Veelgebruikte softwarepakketten zijn ParaView, VisIt en Tecplot, maar ook algemene tools zoals MATLAB en Python-bibliotheken worden toegepast voor aangepaste visualisaties.