Velmi rozšířenou vizualizační metodou pro výzkum proudění kapalin je zavádění částic (netvořících souvislá vlákna) do sledovaného objemu kapaliny. Nejčastěji se jako částice používají dřevěné piliny, kovový prach, olejové kapičky a vzduchové bubliny. Tato metoda se používá především pro výzkum dvojrozměrného proudění v jednom zvoleném řezu, a to na skutečném zařízení s okénky nebo častěji v modelovém provedení. Při pozorování v reálném čase nebo z videozáznamů lze sledovat trajektorie proudu.
Na obr. 3-8 vidíme typické uspořádání experimentu pro vizualizaci proudění zaváděním částic do objemu kapaliny. Zařízení se skládá z osvětlovací jednotky, kterou dnes bývá nejčastěji laser s válcovou čočkou a ze záznamového zařízení, kterým může být kamera nebo fotoaparát. Osvětlovací jednotka a záznamové zařízení jsou umístěné u průzorů do měřicího prostoru s kapalinou. Při vizualizaci dvojrozměrného proudění vytváří osvětlovací jednotka tzv. světelný nůž (světelnou rovinu či plochý svazek paprsků), který osvětlí jen částice nacházející se ve zvoleném řezu (o definované tloušťce). Při vizualizaci trojrozměrného proudění lze osvětlit i celý prostor, ale exaktní vyhodnocení by pak vyžadovalo holografický záznam objektu. Starší osvětlovací jednotky používaly k vytvoření světelného nože štěrbinu osvětlenou žárovkou, obloukovkou, nebo výbojkou. Při záznamu obrazu fotoaparátem je třeba volit vhodnou definovanou expozici, aby částice na získaných obrázcích vytvářely požadované trajektorie. Z velikostí světelných stop částic a expoziční doby lze stanovit rychlost částice v daném místě kapaliny. Rychlost je však možné stanovit i ze záznamu dvou či více snímků se známou obrazovou frekvencí, což lze využít především při počítačovém vyhodnocení záznamů, viz metoda PIV (kap. 3.7). Je-li proudění trojrozměrné a prostor je osvětlován světelným nožem, mohou částice vybočovat z úzkého osvětleného prostoru a získané výsledky budou zkreslené. Vždy je však třeba dbát na to, aby zaváděné částice sledovaly proudnice a neovlivňovaly proudění.
Obr. 3-8 Sestava pro vizualizaci proudění zaváděním částic do objemu kapaliny (LA laser, C válcová čočka vytvářející světelný nůž, K kamera, P1 , P2 průzory)
Příklad zviditelnění trajektorií bublinek při proudění pod čelem disku rotujícím ve vodě je uveden na obr. 3-9. Jedná se o bublinky, které se vyskytují ve vodě běžně po jejím napuštění. Jelikož jde o proudění v omezeném prostoru, je vír pod diskem nesymetrický. Zároveň lze uprostřed disku (v místě malých rychlostí) pozorovat shluk bublinek ulpívajících na povrchu disku.
Obr. 3-9 Vizualizace trajektorií bublinek při proudění pod diskem rotujícím ve vodě – Pavelek [6-12]
Příklad zviditelnění proudění při obtékání profilu v hydraulickém tunelu pomocí ztuhlých kapiček polystyrenu o průměru 0,5 až 2 mm je uveden na obr. 3-10. Záznam byl pořízen delší expozicí a z délek a směrů jednotlivých stop kapiček polystyrenu na záznamu lze vyhodnotit vektory rychlostí proudění.
Obr. 3-10 Vizualizace obtékání profilu v hydraulickém tunelu pomocí ztuhlých kapiček polystyrenu o průměru 0,5 až 2 mm [2-15]