Availability: Entwicklung eines Meßverfahrens (PIV) zur Untersuchung von Partikelbewegungen in wandnahen turbulenten Strömungen

Entwicklung eines Meßverfahrens (PIV) zur Untersuchung von Partikelbewegungen in wandnahen turbulenten Strömungen:

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Bibliographic Details
Main Author:	Köhler, Ulrich 1969- (Author)
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 2 STAND DER FORSCHUNG, PARTIDE IMAGE VELOCUENETRY 3 2.1 OPTISCHE STROEMUNGSMESSVERFAHREN . 3 2.2 GRUNDLAGEN DER PIV . 4 2.2.1 PRINZIP UND AUFBAU . 4 2.2.2 STATISTISCHE AUSWERTUNG VON PIV-AUFHAHMEN . 6 2.2.3 DIE OPTISCHE ABBILDUNG KLEINER PARTIKEL . 7 2.3 PIV-APPARATUR FUER MIKROSKOPISCH KLEINE STROEMUNGSSTRUKTUREN . 9 2.3.1 OPTISCHER AUFBAU . 9 2.3.2 TECHNISCHE DATEN . 11 2.3.3 STAND DER AUSWERTUNG . 12 2.4 AUFNAHME WANDNAHER STROEMUNGSSTRUKTUREN . 13 2.5 DREIDIMENSIONALE GESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN . 15 2.6 UNTERSUCHUNG VON MEHRPHASENSTROEMUNGEN . 16 3 EIN NEUES PIV-VERFAHREN ZUR MESSUNG DREIDIMENSIONALER PARTIKELGESCHWINDIGKEI TEN IN MEHRPHASENSTROEMUNGEN 17 3.1 GRUNDLAGEN DER DREIDIMENSIONALEN GESCHWINDIGKEITSMESSUNG . 17 3.1.1 GEOMETRISCHE ABBILDUNG EINES PARTIKELS AN EINER LINSE . 17 3.1.2 GEOMETRISCHE ABBILDUNG EINES PARTIKELS AM SPIEGELOBJEKTIV . 19 3.1.3 BERUECKSICHTIGUNG DER LICHTBEUGUNG . 21 3.1.4 VERGLEICH ZWISCHEN DEFOKUSSIERTEN PARTIKELABBILDUNGEN AN EINER RING- UND EINER KREISBLENDE . 24 3.1.5 INTERFERENZ ZWISCHEN ABBILDUNGEN BENACHBARTER PARTIKEL . 27 3.2 EINFLUSS DER LICHTSTREUUNG NACH LORENZ UND MIE AUF DIE ABBILDUNG KUGELFOERMIGER PARTIKEL . 28 3.2.1 STREULICHTBERECHNUNGEN NACH LORENZ UND MIE . 28 3.2.2 BERECHNUNG PARTIKELGROESSENABHAENGIGER ABBILDUNGEN . 31 3.2.3 NUMERISCHE INTEGRATION . 33 3.2.4 ERGEBNISSE . 33 3.3 VERGLEICH MIT PARTIKELAUFHAHMEN AUS EXPERIMENTEN . 41 3.3.1 KALIBRIERUNG DES DREIDIMENSIONALEN MESSVERFAHRENS . 41 3.3.2 EINFLUSS DER PARTIKELGROESSE AUF DIE PARTIKELABBILDUNG IM EXPERIMENT . 43 4 COMPUTERGESTUETZTE VERFAHREN ZUR PIV-BILDAUSWERTUNG 45 4.1 ANFORDERUNGEN AN DIE AUSWERTUNG MIKROSKOPISCHER PIV-AUFHAHMEN . 45 4.1.1 EIGENSCHAFTEN DER ZU MESSENDEN PARTIKELBEWEGUNGEN . 45 4.1.2 PIV MIT HOHER OPTISCHER VERGROESSERUNG . 45 4.1.3 ANWENDUNG EINES PARTIKEL-TRACKING-VERFAHRENS . 46 4.2 VORVERARBEITUNG DER PIV-AUFHAHMEN . 46 VI I NHALTSVERZEICHNIS 4.2.1 EINFLUSS EINER VORVERARBEITUNG AUF DAS ERGEBNIS DER KREUZKORRELATION . . 46 4.2.2 VERFAHREN ZUR BILDVORVERARBEITUNG . 49 4.3 VORDETEKTION DES VERSCHIEBUNGSFELDES MIT HILFE DER KREUZKORRELATION . 50 4.3.1 SEGMENTIERUNG DER AUFNAHMEN . 51 4.3.2 BERECHNUNG DER KREUZKORRELATIONSFUNKTION . 51 4.3.3 DATENVALIDIERUNG . 51 4.3.4 SCHRITTWEISE SEGMENTVERKLEINERUNG . 53 4.4 BESTIMMUNG EINES KORREKTURFELDES . 53 4.5 CHARAKTERISIERUNG FOKUSSIERTER PARTIKELABBILDUNGEN . 54 4.6 CHARAKTERISIERUNG DEFOKUSSIERTER PARTIKELABBILDUNGEN . 55 4.6.1 EINFUEHRUNG . 55 4.6.2 PRINZIP DER KREIS-HOUGH-TRANSFORMATION . 56 4.6.3 DER KREISALGORITHMUS . 58 4.6.4 SUCHE NACH DEN MAXIMA IM HOUGH-RAUM . 59 4.7 PARTIKEL-TRACKING . 61 5 AEROSOLGENERATOREN ZUR TROPFENERZEUGUNG 63 5.1 DAS FOLGEVERHALTEN DER TRACERPARTIKEL . 63 5.2 SINCLAIR-LA MER KONDENSATIONSGENERATOR . 63 5.3 LASKIN ZERSTAEUBER . 64 6 ERPROBUNG DES DREIDIMENSIONALEN MESSVERFAHRENS AN EINEM PARTIKELABSCHEIDER 67 6.1 AUFBAU UND STROEMUNGSFELD DES MULHWIR ABSCHEIDERS . 67 6.2 VERSUCHSAUFBAU . 69 6.3 ZWEIDIMENSIONALE MESSUNGEN IM ZENTRUM EINES PLATTENKANALS . 72 6.4 DREIDIMENSIONALE MESSUNG . 74 7 STAND DER FORSCHUNG, TURBULENTE PARTIKELABSCHEIDUNG 79 7.1 PARTIKELABSCHEIDUNG . 79 7.1.1 COMPUTERGESTUETZTE PARTIKELBAHNBERECHNUNGEN . 79 7.1.2 MODELLIERUNG DER PARTIKELABSCHEIDUNG MIT HILFE ZEITLICH GEMITTELTER TRANS PORTGLEICHUNGEN . 80 7.1.3 UEBER DIE GUELTIGKEIT VON DIFFUSIONSMODELLEN . 81 7.1.4 ANALOGIEN ZWISCHEN IMPULS-UND MASSENTRANSPORT . 82 7.1.5 IMPULSTRANSPORT IN DER VISKOSEN UNTERSCHICHT . 83 7.1.6 BREMSWEG-THEORIEN NACH FRIEDLAENDER . 84 7.1.7 BERUECKSICHTIGUNG DER KONVEKTIVEN PARTIKELBEWEGUNG ZUR MODELLIERUNG DER TURBULENTEN ABSCHEIDUNG . 86 7.1.8 EXPERIMENTELL ZU BESTIMMENDE STROEMUNGSGROESSEN . 88 7.2 TURBULENZ IN WANDNAEHE . 89 7.2.1 DAS TURBULENZPROBLEM . 89 7.2.2 DIE REYNOLDSSCHEN GLEICHUNGEN . 90 7.2.3 GRENZSCHICHTABSCHAETZUNG DER REYNOLDSSCHEN GLEICHUNGEN . 91 I NHALTSVERZEICHNIS VUE 7.2.4 STROEMUNG IN UNMITTELBARER WANDNAEHE . 92 7.2.5 EIGENSCHAFTEN DER TURBULENTEN ROHRSTROEMUNG . 93 8 MESSUNG DER WIRBELVISKOSITAET IN EINER WANDNAHEN TURBULENTEN STROEMUNG MIT HOHER LOKALER AUFLOESUNG 95 8.1 VERSUCHSAUFBAU . 95 8.2 GESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN IN DER WANDNORMALEN SCHNITTEBENE . 97 8.3 VERSUCHSERGEBNISSE . 97 8.3.1 MITTLERE EIGENSCHAFTEN DER WANDNAHEN STROEMUNG . 98 8.3.2 MOMENTANE WANDNAHE GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN . 104 9 ZUSAMMENFASSUNG 107 10 LITERATURVERZEICHNIS 111 11 SYMBOLVERZEICHNIS 117 A COMPUTERPROGRAMME FUER DIE PIV-BILDAUSWERTUNG 121 A.L VERWENDETE PROGRAMMKOMPONENTEN . 121 A.2 BESCHREIBUNG DER QUELLTEXTDATEIEN UND FUNKTIONEN . 122 A.2.1 BIBLIOTHEK ZUR BILDVERARBEITUNG . 122 A.2.2 SCHNITTSTELLE ZUM PYTHON-INTERPRETER . 123 A.2.3 PYTHON-PROGRAMME . 123
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