Messung von kohärenten Strukturen in groß-skaligen Konvektionsströmungen mittels 3D Particle Tracking Velocimetry (PTV)

使用 3D 粒子跟踪测速 (PTV) 测量大规模对流中的相干结构

• 批准号: 5454187
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Dirk Müller
• 金额: --
• 依托单位: Technische Thermodynamik
• 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 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5454187?language=en
• 关键词: Messung; von; koh; renten; Strukturen

Nach einem Jahr der ersten Bewilligungsperiode stehen mit dem großen „Ilmenauer Modellraum (3D PTV-Testzelle), mit dem leistungsfähigen Berliner Heliumblasengenerator sowie mit der Dresdener PT V-Rekonstruktionssoftware drei leistungsfähige Werkzeuge zur Untersuchung von dreidimensionalen groß-skaligen Strömungsstrukturen in Luft zur Verfugung. Während im zweiten Jahr der ersten Periode das 3D Particle Tracking Velocimetry System (3D PTV) in der 7 m x 7 m großen Rayleigh-Bénard-Zelle „Ilmenauer Fass installiert und zur Charakterisierung von kohärenten Strömungsstrukturen bei Aspektverhältnis (Durchmesser zu Höhe) A - 2 genutzt werden soll, zielen die Arbeiten in der zweiten Bewilligungsperiode auf die systematische Untersuchung von groß-skaligen Strömungsstrukturen im „Ilmenauer Fass bei größeren Aspektverhältnissen. Mittels bildverarbeitender Strukturanalyse von gemessenen Geschwindigkeitsfeldern soll insbesondere der bisher noch nicht nachgewiesene Übergang von einer Einzel-Rollen- zu einer Mehrfach-Rollen-Konvektion erforscht werden. Eine weitere Problemstellung beinhaltet die dreidimensionale Detektion und statistische Analyse von Lagrange’schen Partikeltrajektorien in turbulenten thermischen Konvektionsströmungen mit dem 3D PTV-System. Für diese Aufgaben soll das 3D PTV-System wie folgt weiterentwickelt werden: a) Verlängerung der Lebensdauer der heliumgefüllten Seifenblasen bei höheren Temperaturen, b) Verbesserung der Genauigkeit als Voraussetzung für das Tracking von komplexen Strömungen, c) Aufnahme und Auswertung von stroboskopischen Partikelbildern und d) Rekonstruktion von Geschwindigkeitsfeldern oder Partikelbahnkurven für die Modenanalyse mittels POD (Proper Orthogonal Decomposition) bzw. für die Berechnung statistischer Momente (Intermittence). Dabei soll die Verflechtung der Ilmenauer und Berliner Arbeitsgruppe mit der Dresdener Arbeitsgruppe des SPP 1147 unter Leitung von Prof. Maas zielgerichtet fortgeführt und durch den erweiterten Datenaustausch und die Planung und Durchführung gemeinsamer Experimente intensiviert werden. Darüber hinaus werden Methoden der Strukturidentifikation aus den Arbeitsgruppen Rist (Uni Stuttgart) und Jähne (Uni Heidelberg) für die Analyse von groß-skaligen Strukturen in der thermischen Konvektion verwendet.

在一年前的第一个Bewilligungsperiode stehen与大的Ilmenauer Modellraum（3D PTV-Testzelle），与柏林的氦鼓风发电机一起使用Dresdener PT V-Rekonstruktionsoftware三个leistungsfähige Werkzeuge zur Untersuchung von dreidimensionalen group-skaligen Strömungsstrukturen in Luft zur Verfugung。在7 m x 7 m大瑞利-贝纳德-泽尔的三维粒子跟踪测速系统（3D PTV）的前期工作中，（Durchmesser zu Höhe）A - 2 genutzt韦尔登soll，在两次世界大战中，工人们在系统地研究全球经济的同时，Skaligen Strömungsstrukturen im Ilmenauer Fass bei größeren Aspektverhältnissen.对共同体的结构进行结构分析，可以使更好的理解者不再需要对一个单独的Rollen- zu一个Mehrfach-Rollen-Konvektion进行韦尔登。另一个问题是利用三维PTV系统对热传导方程中的拉格朗日曲线进行三维检测和统计分析。对于三维PTV系统的增强，我们可以从以下几个方面进行韦尔登：a）在高温下对氦离子束的寿命进行预测，B）对复杂脉冲串的跟踪进行一般性的预测，c）对频闪脉冲串的增强和补偿，d）对脉冲串进行一般性的重构或脉冲串的局部化，以便于进行POD（Proper Orthogonal Decomposition）的模态分析。für die Berechnung statistischer Momente（Intermittence）. Dabei soll die Verflechtung der Ilmenauer and Berliner Arbeitsgruppe mit der Dresdener Arbeitsgruppe des SPP 1147 unter Leitung der Prof. Maas zielgerichtet fortgeführt and durch den den den den erweiterten Datenaustausch und die Planung und Durchführung gemeinsamer Experimente intensiviert韦尔登.本文介绍了一种韦尔登大学和海德堡大学的结构识别方法，用于热传导中的几何结构分析。