SPP 1147:
Bildgebende Messverfahren für die Strömungsanalyse
Fachliche Zuordnung
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2003 bis 2010
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471852
Die experimentelle Strömungsanalyse nimmt seit jeher eine Schlüsselstellung in der Strömungsforschung und der industriellen Praxis ein. Ziel eines Experiments ist dabei immer, sich ein "Bild" über das Strömungsfeld zu verschaffen, um darüber strömungsphysikalische Zusammenhänge zu erkennen oder Modellvorstellungen zu überprüfen.
Vergleiche mit den derzeit verstärkt in Forschung und Anwendung eingesetzten numerischen Werkzeugen (Computational Fluid Dynamics) machen deutlich, dass nur sehr wenige experimentelle Verfahren bereitstehen, die bezüglich ihrer Aussagekraft mit den modernen numerischen Methoden Schritt halten können, z.B. in Hinblick auf bildlich-räumliche Analyse oder Dynamik von Strömungsfeldern. Diese Entwicklungslücke will das Schwerpunktprogramm schließen, in dem die Erforschung leistungsfähiger, bildgebender Messmethoden zur Analyse komplexer räumlicher Strömungsfelder im Mittelpunkt steht. Mit dem Programm soll die moderne Strömungsmesstechnik durch Kooperation mit der Informatik und Messphysik als eine anerkannte Schlüsseltechnologie vorangetrieben werden, deren Anwendungen weit über die klassischen Arbeitsbereiche der Strömungsmechanik hinausreichen. Diese neuen experimentellen Werkzeuge können zusammen mit der Numerik auch die bisher stark vernachlässigte Welt der instationären Strömungsmechanik eröffnen helfen, die in der Zukunft unzweifelhaft eine beherrschende Stellung einnehmen wird, z.B. im Bereich der Strömungsmaschinen, der Biofluidmechanik oder bei der Strömungssteuerung und Regelung.
Das Forschungsprogramm gliedert sich in die vier Themenkreise
-- Feldmessverfahren;
-- Oberflächenmessverfahren;
-- Strömungsmesstechnik auf Basis mikro-elektromechanischer Sensoren (MEMS);
-- Messverfahren für komplexe Transportgrößen.
Diese vier Teilbereiche werden durch interdisziplinäre Forschergruppen aus den Bereichen Strömungsmechanik (einschließlich ingenieurwissenschaftlicher Anwender), Messphysik und Informatik (hier Methoden der digitalen Bildverarbeitung und -analyse) bearbeitet. Ergänzt wird das Programm durch ein zunächst hinsichtlich Orts- und Zeitauflösung problemstellendes Prinzipexperiment, für das auch begleitende numerische Simulationen durchgeführt werden. Ferner soll ein Netzwerkverbund gebildet werden, mit dem die Forschungsinitiative durch Technologie-Rundgespräche (organisiert von den Forschungspartnern) und Transferprojekte (organisiert von der Industrie) sinnvoll flankiert werden kann.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Projekte
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3-D PTV zur quantativen Bestimmung Lagrange`scher Partikeltrajektorien in Gasströmungen
(Antragsteller
Grundmann, Roger
)
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3D Scanning PTV mit hochauflösender Rekonstruktion von Lagrange'schen Partikeltrajektorien zur Analyse zyklischer Transportprozesse in abgelösten Strömungen
(Antragsteller
Brücker, Christoph
)
-
3D-Tomographie mit wenigen Projektoren in der experimentellen 3D-Strömungsmessung
(Antragsteller
Schnörr, Christoph
;
Schröder, Andreas
)
-
Analyse und Visualisierung von Strukturen in digitalen Strömungsfeldern
(Antragsteller
Ertl, Thomas
)
-
Anwendung von Low Dimensional Models in der bildgebenden Strömungsmesstechnik
(Antragsteller
Tropea, Cameron
)
-
Bestimmung turbulenter Transportgrößen mittels bildgebender Messverfahren (Themenkreis: Transportgrößen)
(Antragsteller
Tropea, Cameron
)
-
Bildgebende Erfassung dynamischer Oberflächenkräfte durch piezoelektrische Copolymer-Beschichtungen
(Antragstellerin
Peltzer, Inken
)
-
Bildgebender 2D-3C-Laser-Doppler-Feldsensor zur Untersuchung turbulenter Scherströmungen, Teil II
(Antragsteller
Czarske, Jürgen W.
)
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Die Atomlagen-Thermosäule als Sensor für ein Oberflächenmessenverfahren in der Strömungsmechanik
(Antragsteller
Knauss, Helmut
)
-
Dreidimensionale zeitaufgelöste Geschwindigkeits- und Dichtemessungen mikroskopischer Strömungen durch nichtlineare optische, dynamische Filterung
(Antragstellerin
Denz, Cornelia
)
-
Einsatz neuartiger Doppler-Global-Velocimeter (DGV) zur Analyse komplexer Strömungen; FM-DGV-Sensorentwicklung und -anwendung
(Antragsteller
Czarske, Jürgen W.
;
Müller, Harald
)
-
"Einsatz neuartiger Doppler-Global-Velocimeter (DGV) zur Analyse komplexer Strömungen", Teil 1 "DGV-Sensorentwicklung und -anwendung"
(Antragsteller
Müller, Harald
)
-
Entwicklung eines bildgebenden, optischen Messverfahrens für wandnahe Strömungen
(Antragsteller
Kertzscher, Ulrich
)
-
Entwicklung und Anwendung eines Messsystems zur Analyse des Geschwindigkeits- und Druckfeldes dreidimensionaler instationärer abgelöster Strömungen
(Antragsteller
Schröder, Wolfgang
)
-
Entwicklung und Anwendung von Messsystemen der PIV zur räumlich bzw. zeitlich hochauflösenden Erfassung von Geschwindigkeitsfeldern instationärer Strömungen in Windkanälen (Themenkreis: Feldmessverfahren)
(Antragsteller
Kompenhans, Jürgen
)
-
Entwicklung und Erprobung eines bildgebenden Messverfahrens zur simultanen flächigen Bestimmung von Mischungsverhältnis und Geschwindigkeitsfeld bei einphasigen Mischprozessen
(Antragsteller
Beushausen, Volker
)
-
Entwicklung und Qualifizierung eines zeitauflösenden 3D Messverfahrens mit einer Kamera
(Antragsteller
Kähler, Christian Joachim
)
-
Entwicklung von bildgebenden Messverfahren zur Validierung von LES-Simulationen von Strömungen mit Wärme- und Stoffübertragung
(Antragsteller
Leipertz, Alfred
)
-
GASSCREW (Heißgasschraubenmaschine) - Experimentelle Verifikation
(Antragsteller
Kauder, Knut
)
-
Globale Variationsansätze zur Vektorfeldberechnung mit physikalischem Vorwissen
(Antragsteller
Schnörr, Christoph
)
-
Kombinatives 2D-Messverfahren zur simultanen quantitativen Bestimmung von Strömungsfeld, Mischungsbruch und Temperatur am Beispiel von Mikro-Fluidik-Anwendungen
(Antragsteller
Beushausen, Volker
)
-
Koordinatorprojekt im Schwerpunkt "Bildgebende Messverfahren für die Strömungsanalyse"
(Antragsteller
Nitsche, Wolfgang
)
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Leitexperiment: Umströmung eines Zylinderstumpfes
(Antragsteller
Leder, Alfred
)
-
MEMS-Drucksensor-Arrays für die orts- und zeitaufgelöste Messung von Wanddruck und Wanddruck-Fluktuationen in turbulenten Strömungen
(Antragsteller
Obermeier, Ernst
)
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Messung von kohärenten Strukturen in groß-skaligen Konvektionsströmungen mittels 3D Particle Tracking Velocimetry (PTV)
(Antragsteller
Müller, Dirk
;
Resagk, Christian
)
-
Mikroorganismische Konvektion im Lichte eines bildgebenden Verfahrens mit neurohybrider Auswertung. Störmungsinduzierende ciliare Biomotorik und Ansatz zu ihrer Übertragung in die Technik
(Antragsteller
Delgado, Antonio
)
-
Modellbasierte Analyse von (3+1)D-Biokonvektionsvorgängen
(Antragsteller
Westermann, Rüdiger
)
-
Numerische Simulation der Umströmung eines Zylinderstumpfes
(Antragsteller
Thiele, Frank
)
-
Raumzeitliche Bildanalyse zur Strömungsmessung
(Antragsteller
Jähne, Bernd
)
-
Strukturidentifikation, -Extraktion, -Verfolgung und Quantifizierung in digitalen Strömungsfeldern (Themenkreis: Bildanalyse)
(Antragsteller
Ertl, Thomas
;
Rist, Ulrich
)
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Tomo-PTV zur simultanen Bestimmung von 3D-Geschwindigkeitsfeldern und 3D-Partikeltrajektorien in Gas- und Flüssigkeitsströmungen
(Antragsteller
Maas, Hans-Gerd
)
-
Verfahren zur zeitaufgelösten Aufnahme der dreidimensionalen Dichteverteilung in instationären Strömungen mit Hilfe von Multi-Video Hintergrund-Schlieren Aufnahmen
(Antragsteller
Magnor, Marcus
)
-
Vermessung von Profilablösungen mittels verbesserter Particle Tracking Velocimetry (PTV) durch Verwendung von farbigen Tracerpartikeln und weiterentwickelten Prädiktionsmethoden
(Antragsteller
Michaelis, Bernd
;
Thévenin, Dominique
)
-
Visualisierung von Geschwindigkeits- und Konzentrationsfeldern mit Hilfe tomographischer und holographischer Verfahren (Themenkreis: Feldmessverfahren)
(Antragstellerin
Glasmacher, Birgit
)
-
Visualisierung von Wandschubspannungsfeldern auf Basis der Infrarot-Thermografie
(Antragsteller
Reyer, Matthias
)
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Weiterentwicklung der experimentellen Hintergrund Schlieren Methode (BOS) zu einem universell einsetzbaren Werkzeug zur quantitativen Vermessung von 3D-Dichtefeldern
(Antragsteller
Seume, Jörg
)
-
Weiterentwicklung der experimentellen Hintergrund Schlieren Methode (BOS) zur einem universell einsetzbaren Werkzeug zur quantitativen Vermessung von Dichtefeldern
(Antragsteller
Kompenhans, Jürgen
)