Investigation of Background Oriented Schlieren (BOS) towards a quantitative density measurement system

针对定量密度测量系统的背景定向纹影 (BOS) 的研究

• 批准号: 5407827
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jörg Seume
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik (TFD)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5407827?language=en
• 关键词: Investigation; Background; Oriented; Schlieren; BOS

Zur Beschreibung von isothermen Strömungen ist zusätzlich zum Geschwindigkeitsfeld das Dichtefeld erforderlich. Erst diese weitere thermodynamische Größe ermöglicht das grundsätzliche Verständnis der Strömungsmechanik, die auf quantitativen Ergebnissen beruhende Bewertung und die Erweiterung mathematischer Modelle. Die im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Göttingen vor zwei Jahren entwickelte Hintergrund-Schlieren-Methode (BOS) ermöglicht inzwischen bei einem sehr einfachen Versuchsaufbau die quantitative Bestimmung zweidimensionaler Dichtefelder auch instationärer Strömungen. Deshalb ist die BOS-Messmethode auch für die Strömungen, wie sie beim Antragsteller untersucht werden, von großem Interesse. Technische relevante Strömungen sind aber nur in Sonderfällen zweidimensional. Im Gegensatz zu den Messtechniken Schlieren oder Interferometrie, die auf dem gleichen physikalischen Effekt wie BOS beruhen, ist mit der Hintergrund-Schlieren-Methode - aufgrund des einfacheren optischen Aufbaus - die Beobachtung der Strömung aus mehreren Richtungen, die für die Auflösung einer dreidimensionalen Strömung notwendig ist, möglich. Diese Arbeiten sollen in enger Zusammenarbeit des Instituts für Strömungsmaschinen (IfS) der Universität Hannover mit der TU-Berlin und dem DLR-Göttingen in Angriff genommen werden: Das konkrete Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erweiterung dieser Messmethode auf dreidimensionale Strömungsfelder durch die Implementierung eines geeigneten Tomographiealgorithmus´ in die bereits vorhandene quantitative 2D-BOS-Auswertesoftware und die Verifizierung anhand zunehmend komplexer Strömungen bis hin zur Anwendung in Gitterströmungen. Dies ermöglicht die Erweiterung der Messmöglichkeiten dieser instationären, berührungslosen, genauen und schnellen Methode auf komplexe strömungstechnisch relevante Fragestellungen. Die effektive Entwicklung des Messsystems soll durch Vorversuche im Labor an einem transsonischen Freistrahl im DLR-Göttingen gewährleistet werden. Dieser Freistrahl kann entsprechend dem Entwicklungsschritt beliebig komplexe Strömungen generieren und ist deshalb als Versuchsobjekt gewählt worden. Nach abgeschlossener Validierungsphase der Messmethode an diesem einfachen Fall sollen Messungen im Gitterwindkanal des Instituts für Strömungsmaschinen der Universität Hannover die Anwendbarkeit in der Praxis unter Beweis stellen. Für Turbomaschinen kann BOS ein wertvolles Verfahren werden, das dem instationären Charakter der Strömung gerecht wird. Erforderlich ist für eine Momentaufnahme des dreidimensionalen Strömungsfeldes, dass zusätzlich zu der Strömungsgeschwindigkeit noch mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße (im isothermen Fall) erfasst wird. Erst mit diesen Informationen ist es möglich, den Arbeitsumsatz und das Verlustverhalten einer Maschine zu bestimmen.

Zur Beschreibung von等温线Strömungen ist zusätzlich zum Geschwindigkeitsfeld das Dichtefeld erforderlich。erdisese weitere热力学Größe ermöglicht das grundsätzliche Verständnis der Strömungsmechanik， die auf定量Ergebnissen beruhende Bewertung和die Erweiterung数学模型。Die im Deutschen centrum f<e:1> r Luft- und Raumfahrt in Göttingen vor zwei Jahren entwickelte hintergrund schlien method (BOS) ermöglicht inzwischen bei einem sehr einfachen Versuchsaufbau Die quantitative bestimung zweidimensionaler Dichtefelder auch instationärer Strömungen。Deshalb ist die BOS-Messmethode auch fgr die Strömungen, wie sie beim Antragsteller untersucht werden, von großem Interesse。技术相关Strömungen在Sonderfällen zweidimensional。1 .激光干涉技术，激光干涉物理效应，激光干涉方法，激光干涉方法，激光干涉方法，激光干涉方法，激光干涉方法，激光干涉方法，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉，激光干涉。汉诺威理工大学-柏林理工大学和德国基因组学研究进展DLR-Göttingen (ei)：Das konkrete Ziel dieses forschungsvohabenist die erweitung dieser messmethod audedimensionale Strömungsfelder durch die .在die werhandne定量2d - bos - auswersoft和die verification and hand zunhamedercomplexer Strömungen .他的zur Anwendung在Gitterströmungen。Dies ermöglicht die Erweiterung der Messmöglichkeiten dieser instationären, ber<s:1> hrungslosen, genauen und schnellen method auf complex strömungstechnisch relatiante Fragestellungen。“有效的信息系统研究”在劳动领域取得了突破性进展，并在DLR-Göttingen gewährleistet werden领域取得了突破性进展。dieer Freistrahl kann entsprechend dem Entwicklungsschritt beliebig complex Strömungen genergenereren and ist deshalb als Versuchsobjekt gewählt worden。Nach abgeschlossener Validierungsphase der Messmethode and diesem einfachen Fall sollen Messungen in Gitterwindkanal des institutsf<e:2> r Strömungsmaschinen der Universität汉诺威die Anwendbarkeit in der Praxis under Beweis stelen。{r Turbomaschinen kann BOS ein wertvolles Verfahren werden, das dem instationären character der Strömung gercht wind。Erforderlich ist f<s:1> r eine Momentaufnahme des deididimensionalen Strömungsfeldes, pass zusätzlich zu der Strömungsgeschwindigkeit noch mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße （im isothermen Fall）超高速风。第一个信息系统是möglich，第一个信息系统是Arbeitsumsatz，第一个信息系统是verlustverhalteneiner machine。