Dreidimensionale Visualisierung von Wirbelstrukturen bei der turbulenten Vermischung mit Hilfe von PIV und LIF

使用 PIV 和 LIF 对湍流混合过程中的涡流结构进行三维可视化

基本信息

批准号：
5445179
负责人：
Professor Dr.-Ing. Martin Sommerfeld
金额：
--
依托单位：
Institut für Verfahrenstechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2005
资助国家：
德国
起止时间：
2004-12-31 至 2008-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5445179?language=en
关键词：
Dreidimensionale Visualisierung von Wirbelstrukturen bei

项目摘要

Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll für die Analyse von Mischprozessen ein dreidimensionales, bildgebendes Messverfahren auf der Basis von PIV (Particle-Image-Velocimetry) und LIF (Laser-Induzierte Fluoreszenz) entwickelt werden. Als grundlegende Mischerkonfigurationen sollen eine Scherschicht und ein Strahlmischer betrachtet werden. Aus den zeitgleich in mehreren Messebenen ermittelten Geschwindigkeitsfeldern soll die Struktur von turbulenten Wirbeln im Hinblick auf Größe und Intensität quantitativ ermittelt werden. Dazu wird ein optisches System mit drei CCD-Kameras entwickelt und aufgebaut, mit dem dann bis zu drei hintereinander liegende Abbildungsebenen in einem dicken gepulsten Lichtschnitt aufgezeichnet werden können. Zur scharfen Abbildung der drei Ebenen auf die jeweilige CCD-Kamera werden Objektive mit großer Öffnung und somit geringer Tiefenschärfe verwendet. Damit in den jeweiligen Abbildungsebenen nur die scharf abgebildeten Tracer-Partikel registriert werden, sollen spezielle Filter Anwendung finden, welche den Gradienten der Graustufen nutzen. Die Genauigkeit der PIV-Auswertung wird durch hybride Auswerteverfahren und die Verwendung eines Mehrgitteralgorithmus erhöht. Zur Identifizierung und Quantifizierung der Wirbelstrukturen werden Größen wie zum Beispiel die Rotation, die Drallintensität sowie Parameter aus der Kombination von Rotation und Streckungsrate herangezogen. Weiterhin soll die Vermischung innerhalb der turbulenten Wirbel durch ein LIF-Verfahren unter Verwendung von fluoreszierenden und nicht-fluoreszierenden Tracern visualisiert und das Ergebnis mit den Geschwindigkeitsfeldern korreliert werden, um die für die Makromischung relevanten Wirbelgrößen zu identifizieren.

Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll für die Analyse von Mischprozessen ein dreidimensionales, bildgebendes Messverfahren auf der Basis von PIV (Particle-Image-Velocimetry) und LIF (Laser-Induzierte Fluoreszenz) entwickelt werden. Als grundlegende mischerkonfigurationen sollen eine scherschicht和ein strahlmischer betrachtet werden。 Mehreren Messebenen Ermittelten中的Aus Den Zeitgleich野生Wirbeln是一种以高速互联网连接形式的系统。 Wirbeln系统由Entwickelt和Aufgebaut的CCD-Kameras和Aufgebaut的帮助以及Dem Dann Bis Zu Zu Drei Hintereinander liegende liegende abboldungungnungungnengen在EINEM DICKEN einem Dicken dicken dicken gepulsten lichtschnit aufgezezhnit aufgezezeichnet werden中。 Zur Scharfen abboldung der drei auf die ccd-kamera werden objektive mitgroßerÖffnung和geringer tieferstiefenschärfeverwendet。 DAMIT在Den Jeweiligen Abbardung ung se Benen Nur Die Scharf Abbagebildeten Tracer-Partikeel reivistiert Werden，Sollen Spezielle Filter Anwendung Findden，Gradienten der Graustufen Nutzen。 Die Genauigkeit der Piv-auswertung Wild Durch混合杂种和Die die die verwendung eines eines beispiel旋转的初学者，而Beispiel的参数是导致Beispiel旋转的参数，并且是Beispiel旋转的旋转方式。怪异是vermischung innerhalb der turbulenten wirbel durch lif-verfahren杀死的唯一方法。