Einfluss des inhomogenen Brechungsindexfelds bei der Particle-Image-Velocimetry in Flammen

bearbeitender Student: Rumke, Marvin

In der optischen Messtechnik kann der Einfluss von optisch inhomogenen Medien zu Messabweichungen führen. Bedingt durch Temperaturschwankungen, Druckänderungen und Phasenübergängen ergibt sich eine inhomogene Brechungsindexverteilung, die zur Brechung von Lichtstrahlen und somit zu Abweichungen in der optischen Abbildung führt. Die Auswirkungen auf optische Strömungsmesssysteme wie die Particle-Image-Velocimetry (PIV) sind zwar prinzipiell bekannt, aber die resultierenden quantitativen Messabweichungen sind bislang nur für wenige Spezialfälle charakterisiert worden.

Aus diesem Grund soll erstmals der Einfluss inhomogener Medien auf die Messunsicherheit bei PIV-Messungen in Flammen untersucht werden. Hierzu soll zunächst das Brechungsindexfeld basierend auf einer Messung der Temperaturverteilung in der Flamme bestimmt werden. Zudem sind die Abweichungen der Lichtschnittposition und der Partikelbildpositionen zu quantifizieren. Damit sollen die resultierenden PIV-Messabweichungen hinsichtlich des Betrages und des zeitlichen Verhaltens charakterisiert und die Anwendbarkeit des bestehenden modellbasierten Ansatzes zur Abschätzung der PIV-Messabweichung für Flammenströmungen geprüft werden.

Folgende Teilaufgaben sind zu bearbeiten:

  • Optimierung eines Brenneraufbaus und Konstruktion eines Seeding-Generators
  • Messung des Temperaturfeldes in der Flammenströmung
  • Messung der Ablenkung des Lichtschnitts (Beleuchtung)
  • Messung der Positionsabweichungen der Partikelbilder (Beobachtung)
  • Bestimmung der Messabweichungen für PIV-Messungen in Flammen

Kontakt

Christoph Vanselow
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Telefon: +49 (0)421 218 646 45

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