10.3 Temperature Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
10.4 Measurement Using Hot Wire and Hot Film Anemometry . . . . 231
10.4.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
10.4.2 Modes of Hot-Wire Anemometry . . . . . . . . . . . . . . . . 233
10.4.3 Types of Hot Wire Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
10.4.4 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11 Non-intrusive Measurement Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.1 Basic Principle of Non-intrusive Techniques . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.2 Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
11.2.1 Light Interference and Refractive Index . . . . . . . . . . . . 238
11.2.2 Mach-Zehnder Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
11.2.3 Holographic Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.3 Mechanism of Light Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
11.4 Laser Doppler Velocimetry or Anemometry . . . . . . . . . . . . . . . 243
11.4.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
11.4.2 Signal Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
11.4.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
11.4.4 Multi-components Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.4.5 Flow Seeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5 Doppler Global Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.6 Particle Image Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
11.6.1 Basic Principle of Planar PIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
11.6.2 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
11.6.3 Three Components Stereo PIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
11.6.4 PIV Tomography or PIV 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
11.6.5 Particle Tracking Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
11.6.6 Time Resolved Particle Image Velocimetry . . . . . . . . . 258
11.6.7 PIV Vs. LDV: A Brief Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . 259
12 Laser Spectroscopy and Electron Beam Excitation . . . . . . . . . . . . . 261
12.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
12.2 Laser Absorption Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
12.3 Rayleigh Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
12.4 Raman Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
12.5 Stimulated Raman Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
12.6 Laser-Induced Fluorescence (LIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
12.7 Electron Beam-Induced Fluorescence (EBF) . . . . . . . . . . . . . . . 269
12.8 Electron Beam Induced Glow Discharge Measurements . . . . . . 270
12.9 Detection of X-ray Emission by Electron Beam Excitation . . . . 271
13 Computer-Aided Wind Tunnel Test and Analysis . . . . . . . . . . . . . . 273
13.1 Experimental Versus Numerical Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
13.2 CFD for the Preparation of Wind Tunnel Tests . . . . . . . . . . . . . 275
Contents
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10.4 Measurement Using Hot Wire and Hot Film Anemometry . . . . 231
10.4.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
10.4.2 Modes of Hot-Wire Anemometry . . . . . . . . . . . . . . . . 233
10.4.3 Types of Hot Wire Probes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
10.4.4 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11 Non-intrusive Measurement Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.1 Basic Principle of Non-intrusive Techniques . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.2 Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
11.2.1 Light Interference and Refractive Index . . . . . . . . . . . . 238
11.2.2 Mach-Zehnder Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
11.2.3 Holographic Interferometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.3 Mechanism of Light Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
11.4 Laser Doppler Velocimetry or Anemometry . . . . . . . . . . . . . . . 243
11.4.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
11.4.2 Signal Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
11.4.3 Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
11.4.4 Multi-components Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.4.5 Flow Seeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5 Doppler Global Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.6 Particle Image Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
11.6.1 Basic Principle of Planar PIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
11.6.2 Image Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
11.6.3 Three Components Stereo PIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
11.6.4 PIV Tomography or PIV 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
11.6.5 Particle Tracking Velocimetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
11.6.6 Time Resolved Particle Image Velocimetry . . . . . . . . . 258
11.6.7 PIV Vs. LDV: A Brief Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . 259
12 Laser Spectroscopy and Electron Beam Excitation . . . . . . . . . . . . . 261
12.1 Basic Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
12.2 Laser Absorption Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
12.3 Rayleigh Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
12.4 Raman Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
12.5 Stimulated Raman Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
12.6 Laser-Induced Fluorescence (LIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
12.7 Electron Beam-Induced Fluorescence (EBF) . . . . . . . . . . . . . . . 269
12.8 Electron Beam Induced Glow Discharge Measurements . . . . . . 270
12.9 Detection of X-ray Emission by Electron Beam Excitation . . . . 271
13 Computer-Aided Wind Tunnel Test and Analysis . . . . . . . . . . . . . . 273
13.1 Experimental Versus Numerical Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
13.2 CFD for the Preparation of Wind Tunnel Tests . . . . . . . . . . . . . 275
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