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 isothermen Strömungen ist zusätzlich zum Geschwindigkeitsfeld das Dichtefeld erforderlich。最初的热力学原理是机械原理的基本原理，是一种定量分析方法和数学模型。哥廷根的德国航空和空间中心在两个世纪内进行了 Hintergrund-Schlieren-Methode (BOS) ermöglicht inzwischen bei einem sehr einfachen Versuchsaufbau dieQuantitimmung zweiDimensioner Dichtefelder auch Instationärer Strömungen。 Deshalb ist die BOS-Messmethode auch für die Strömungen, wie sie beim Antragsteller untersucht werden, von großem Interesse.与 Sonderfällen 两维相关的技术。 Im Gegensatz zu den Messtechniken Schlieren oder Interferometrie, die auf dem dem psykalischen Effekt wie BOS beruhen, ist der Hintergrund-Schlieren-Methode - aufgrund des einfacheren optischen Aufbaus - die Beobachtung der Strömung aus mehreren Richtungen, die für Die Auflösung einer dreiDimensionen Strömung notwendig ist, möglich。柏林工业大学汉诺威大学机械研究所 (IfS) 和 DLR 哥廷根大学在 Angriff genommen werden 中的工作安排：Das konkrete Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erweiterung dieser Messmethode奥夫 在定量 2D-BOS-Auswerte 软件和验证中实现断层扫描算法，并在 Gitterströmungen 中实现复杂的 Strömungen 复杂化。这是与故障相关的复杂结构技术的安装、安装、安装和安装方法。 Die 有效的 Messsystems 的 Entwicklung des Messsystems soll durch Vorversuche im Labor 和 einem transsonischen Freistrahl im DLR-Göttingen gewährleistet werden。 Dieser Freistrahl 可以将其描述为复杂的结构并对其进行设计。 Nach abgeschlossener Validierungsphase der Messmethode an diesem einfachen Fall sollen Messungen im Gitterwindkanal des Instituts für Strömungsmaschinen der Hannover die Anwendbarkeit in der Praxis unter Beweis stellen.对于涡轮机来说，BOS 是一个运行过程中的设备，其安装特性与结构特征相同。 Erforderlich ist für eine Momentaufnahme des dreiDimensionen Strömungsfeldes, dass zusätzlich zu der Strömungsgeschwindigkeit noch mindestens eine thermodynamische Zustandsgröße (im isothermen Fall) Erfast wird.首先是信息管理、工作和机器维护。