4.3 Typical Transonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.1 Very Large Transonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.2 Transonic Wind Tunnel for Research . . . . . . . . . . . . . 106
4.3.3 Transonic-Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.3.4 A Cryogenic and Pressurised Wind Tunnel:
The European Transonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . 109
5 Supersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.1 Convergent-Divergent Nozzle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.2 Defining of the Contour of a Supersonic Nozzle . . . . . . . . . . . . 117
5.3 Typical Supersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.3.1 Basic Research Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . 121
5.3.2 Low Turbulence Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . 122
5.3.3 Transonic/Supersonic Open Jet Facilities . . . . . . . . . . . 125
5.3.4 Large Variable Mach Number Wind Tunnel . . . . . . . . 126
5.3.5 Blow Down Transonic/Supersonic Wind Tunnel . . . . . 130
5.4 Mach 6 Quiet Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6 Hypersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.1 Types of Hypersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.2 Hypersonic “Cold” Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.3 Hypersonic “Hot” or Hyper-enthalpic Wind Tunnels . . . . . . . . . 141
6.3.1 Hot Shot Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.3.2 Shock Tubes and Shock Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.3.3 High Enthalpy Shock Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.3.4 Plasma Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.3.5 Continuous Plasma Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.3.6 Other Plasma Type Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7 Flow Visualisation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.1 Earlier Contribution to Visualisation Techniques . . . . . . . . . . . . 165
7.2 Surface Flow Visualisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.2.1 Surface Oil Flow Visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.2.2 Visualisation by Sublimating Product . . . . . . . . . . . . . 170
7.3 Visualisation in Water Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.4 Laser Tomoscopy or Laser Sheet Visualisation . . . . . . . . . . . . . 171
7.5 Visualisation by Optical Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.5.1 Schlieren and Shadowgraph Techniques . . . . . . . . . . . 172
7.5.2 Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.5.3 Differential Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.6 Short Exposure Time Visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7 Visualisation by Induced Light Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7.1 Glow Discharge Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7.2 Electron Beam-Induced Fluorescence (EBF) . . . . . . . . 181
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4.3.1 Very Large Transonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . 103
4.3.2 Transonic Wind Tunnel for Research . . . . . . . . . . . . . 106
4.3.3 Transonic-Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.3.4 A Cryogenic and Pressurised Wind Tunnel:
The European Transonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . 109
5 Supersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.1 Convergent-Divergent Nozzle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.2 Defining of the Contour of a Supersonic Nozzle . . . . . . . . . . . . 117
5.3 Typical Supersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.3.1 Basic Research Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . . 121
5.3.2 Low Turbulence Supersonic Wind Tunnel . . . . . . . . . . 122
5.3.3 Transonic/Supersonic Open Jet Facilities . . . . . . . . . . . 125
5.3.4 Large Variable Mach Number Wind Tunnel . . . . . . . . 126
5.3.5 Blow Down Transonic/Supersonic Wind Tunnel . . . . . 130
5.4 Mach 6 Quiet Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6 Hypersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.1 Types of Hypersonic Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.2 Hypersonic “Cold” Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
6.3 Hypersonic “Hot” or Hyper-enthalpic Wind Tunnels . . . . . . . . . 141
6.3.1 Hot Shot Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.3.2 Shock Tubes and Shock Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.3.3 High Enthalpy Shock Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.3.4 Plasma Wind Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.3.5 Continuous Plasma Wind Tunnel . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.3.6 Other Plasma Type Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7 Flow Visualisation Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7.1 Earlier Contribution to Visualisation Techniques . . . . . . . . . . . . 165
7.2 Surface Flow Visualisations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.2.1 Surface Oil Flow Visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.2.2 Visualisation by Sublimating Product . . . . . . . . . . . . . 170
7.3 Visualisation in Water Tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.4 Laser Tomoscopy or Laser Sheet Visualisation . . . . . . . . . . . . . 171
7.5 Visualisation by Optical Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.5.1 Schlieren and Shadowgraph Techniques . . . . . . . . . . . 172
7.5.2 Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.5.3 Differential Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.6 Short Exposure Time Visualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7 Visualisation by Induced Light Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7.1 Glow Discharge Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.7.2 Electron Beam-Induced Fluorescence (EBF) . . . . . . . . 181
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