Zeitlich hochauflösendes Doppler-Global-Velozimeter zur Turbulenzspektrenmessung

多普勒全球测速仪，erlaubene， Strömungsvorgänge flächenhaft和mit allen drei geschwindigkeitskponenten zuerfassen。本文研究了多普勒频率激光在分子吸收光谱中的应用。[3] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [2]Verwendung zweier照相机的结果是在einer erhöhten Messunsicherheit， hervorgerufen u.a durch Bildausrichtungsfehler。typischerwise liegen Messunsicherheiten在0,5米/秒比3米/秒的速度。Weiterhin ist die zeitliche Auflösung aufgrund der Nutzung von rauscharmen ccd - camera of the 100ms begrezt。激光频率调制（FM-DGV） kommt hingegen mit nuer iner Detektionseinheit aus and verfahren mit sinusförmiger激光频率调制（FM-DGV） kommt hingegen mit nuer iner Detektionseinheit aus and erreichauth deutlich kleinere statistische Messunsicherheit beeinem alibrierexperiment is zu 0.02 m/s。zdem kann durch die Verwendung eines breitbandigen光电探测器阵列（derder阵列）在Zeitauflösung上的精确度为10 μs。激光多普勒-多普勒风速测定仪与激光多普勒测定仪与激光多普勒测定仪äquidistant，激光多普勒测定仪与激光多普勒测定仪与激光多普勒测定仪äquidistant。In diesem Forschungsvorhaben sololdas zeitauflösende FM-DGV-Messverfahren In Richtung einer verringerten Messunsicherheit untersucht werden and fgr die Messung komplexer turbulenter Strömungen eingesetzt werden。25-Punkt- esignung de 25-Punkt- messsystemzur bestimationwithtiger turbulenzdates - geschwindigkeits spetren和Auto- and Kreuzkorrelationsfunktionen sollen和einer expendenden Düsenströmung和einer transsonischen Kanalströmung gezeigerwerden。[1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1] [1]Der Vorteil des FM-DGV best zum einen in einer deutlich höheren Zeitauflösung, die fgr die Aufnahme Der turbulenspektren benötigt wind, und zum anderen in Der Möglichkeit, die out-of-plane- Geschwindigkeitskomponente (bezogen auf den Lichtschnitt) zu bestimmen, die and radialdechtersche mitparticle Image velocity (PIV) nur unzureichend bestimmt werden konte。

Doppler-Global-Velozimeter erlauben es, Strömungsvorgänge flächenhaft und mit allen drei Geschwindigkeitskomponenten zu erfassen. Das Messprinzip beruht auf der Umsetzung der Dopplerfrequenzverschiebung eines spektral schmalbandigen Lasers in eine Intensitätsänderung mittels einer molekularen Absorptionszelle. Zur Detektion wird bisher neben der Signalkamera eine Referenzkamera benötigt, um den Einfluss von Streulichtleistungsschwankungen zu reduzieren. Die Verwendung zweier Kameras resultiert in einer erhöhten Messunsicherheit, hervorgerufen u.a. durch Bildausrichtungsfehler. Typischerweise liegen Messunsicherheiten von 0,5 m/s bis 3 m/s vor. Weiterhin ist die zeitliche Auflösung aufgrund der Nutzung von rauscharmen CCD-Kameras auf etwa 100 ms begrenzt.Das kürzlich an der Professur für Mess- und Prüftechnik der TU Dresden realisierte DGV-Verfahren mit sinusförmiger Laserfrequenzmodulation (FM-DGV) kommt hingegen mit nur einer Detektionseinheit aus und erreicht auch dadurch eine insgesamt deutlich kleinere statistische Messunsicherheit bei einem Kalibrierexperiment bis zu 0,02 m/s. Zudem kann durch die Verwendung eines breitbandigen Photodetektorarrays eine hohe Zeitauflösung bis zu 10 μs erreicht werden. Da im Gegensatz zur bekannten Laser-Doppler- Anemometrie die Messung zeitlich äquidistant erfolgt, ist das Verfahren für die Analyse von Turbulenzspektren von komplexen Strömungen prädestiniert.In diesem Forschungsvorhaben soll das zeitauflösende FM-DGV-Messverfahren in Richtung einer verringerten Messunsicherheit untersucht werden und für die Messung komplexer turbulenter Strömungen eingesetzt werden. Die Eignung des 25-Punkt- Messsystems zur Bestimmung wichtiger Turbulenzdaten wie Geschwindigkeitsspektren und Auto- und Kreuzkorrelationsfunktionen sollen an einer expandierenden Düsenströmung und an einer transsonischen Kanalströmung gezeigt werden.Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Vermessung des Strömungsfeldes zwischen Laufrad und Diffusor in einem transsonischen Radialverdichter. Der Vorteil des FM-DGV besteht zum einen in einer deutlich höheren Zeitauflösung, die für die Aufnahme der Turbulenzspektren benötigt wird, und zum anderen in der Möglichkeit, die out-of-plane- Geschwindigkeitskomponente (bezogen auf den Lichtschnitt) zu bestimmen, die an Radialverdichtern bisher mit Particle Image Velocimetry (PIV) nur unzureichend bestimmt werden konnte.