Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stationäres 3D-Strömungsmesssystem für hochturbulente Strömungszustände

31.07.2002


Ein neues Projekt am LZH hat zum Ziel, ein stationäres 3D-Strömungsmesssystem für die Messung hochturbulente Strömungszustände zu entwickeln. Das Messsystem soll vor Ort, zum Beispiel an einem Molenkopf im Tidebereich unter Welleneinfluss, erprobt werden.



Der Mensch baut mehr und mehr im Wasser. Deiche, Buhnen, Hafenanlagen, Schleusen, Bohrplattformen und bald riesige Windradfelder. Die Beanspruchung durch Seegang und Gezeiten ist enorm, um so mehr, je schneller die Wassermassen durch Engstellen gezwängt werden und dabei nicht selten hochturbulente Strömungszustände erreichen, wie der Fachmann sagt. Kolke und Unterspülungen nagen an der Bausubstanz und treiben die Unterhaltungskosten in die Höhe. Vermieden werden können sie nicht, wohl aber minimiert durch eine geschickte Art der Bauausführung unter Berücksichtigung des Strömungsverhaltens. Dieses muss erst einmal bekannt sein, damit es in Berechnungen und Simulationen Eingang findet.



Ein neues Projekt am LZH hat zum Ziel, ein stationäres 3D-Strömungsmesssystem hierfür zu entwickeln. Den Schlüssel hierzu bietet die moderne Lasertechnik: sie gestattet es, im sog. Lichtschnitt-Verfahren zunächst zweidimensional und in Erweiterung auch dreidimensional Geschwindigkeitsfelder zu messen. Dabei werden in kurzen Zeitabständen durch die Laserpulse belichtete Bilder des Strömungsfeldes mit zwei CCD-Kameras aufgenommen und digitalisiert. Mittels Autokorrelationsalgorithmen(-software) werden aus diesen Doppelbelichtungen Geschwindigkeitsfelder generiert, indem die einzelnen Elemente (an den einzelnen Teilchen gestreutes Licht) vektorisiert werden. Im Anschluss werden die gewonnenen Daten weiter bearbeitet und stehen als Tabellen oder Grafiken zur Verfügung.

Das Messsystem soll vor Ort, zum Beispiel an einem Molenkopf im Tidebereich unter Welleneinfluss, erprobt werden. Entsprechend robust muss es ausgelegt werden. Wahrscheinlich wird man keine Mühe mit zuzusetzenden Teilchen haben: die "Naturtrübung" dürfte mehr als ausreichend sein. Die Wellenlänge 532nm des eingesetzten Laserlichtes liegt aber günstig für die Unterwasser-Reichweite.

Die gemessenen Strömungsgeschwindigkeiten in hohen und höchsten Geschwindigkeitsbereichen sollen für den Aufbau eines numerischen Modells für das gewählte Fallbeispiel genutzt werden, an welchem dann Simulationen der Vorgänge und Optimierungen erprobt werden können.

Bei dem Projekt ist jedoch zunächst das Messsystem selber Versuchsobjekt: Es ist erst einmal herauszufinden, was es leisten muss. So wird man verschiedene Systeme wechselweise in eine Versuchseinheit integrieren und erproben.

Nach Abschluss der Entwicklungsphase soll jeweils ein Modell eines energieautarken und eines energieabhängigen Gesamtsystems gefertigt, getestet und optimiert werden. Die Grundlagen für die Entscheidung zu einer Variante werden durch die Einschätzungen wirtschaftlicher und technischer Gesichtspunkte am Testeinsatzort gebildet.

Projektpartner sind das Institut für Werkstoffkunde (Bereich UWTH) und das Franzius-Institut der Uni Hannover. Das Projekt wird vom BMBF und BEO (Projektträger Biologie, Energie und Ökologie) gefördert.

Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Für mehr Information:

Laser Zentrum Hannover e.V.
Herr Dipl.-Ing. Jürgen Walter
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-478
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: wt@lzh.de

Michael Botts | idw
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht UV-Kugel macht Lackieren einfach und schnell
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Vorzüge von 3D-Druck und Spritzguss kombiniert
16.03.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics