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 Fraunhofer-Forscher entwickeln Messanlage für ZF-Werk in Saarbrücken
21.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP

nachricht Startschuss für EU-Projekt: Charakterisierung der Schweißraupe für adaptives Laserauftragschweißen
15.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie