Optische Untersuchungen in technischen Strömungen unter besonderer Berücksichtigung eines Verfahrens zur Detektion von Dichtegradienten:
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Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger
2002
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INHALTSVERZEICHNIS
UEBERSICHT
.
III
1.
EINLEITUNG
.
1
1.1
KLASSIFIZIERUNG
NUMERISCHER
VERFAHREN
.
4
1.2
ANFORDERUNGEN
AN
EXPERIMENTELLE
VERFAHREN
.
6
2.
OPTISCHE
VERFAHREN
IN
DER
STROEMUNGSMESSTECHNIK
.
11
2.1
GRUNDLAGEN
DER
LASERTECHNIK
IN
DER
STROEMUNGSMESSTECHNIK
.
12
2.2
VERFAHREN
ZUR
SICHTBARMACHUNG
DER
STROEMUNGSGEOMETRIE
.
20
2.2.1
EINBRINGUNG
VON
FARBSTOFFEN,
RAUCH
ODER
NEBEL
.
20
2.2.2
FAEDEN
(TUFTS)
.
21
2.2.3
TRACERVERFAHREN
.
22
2.2.4
ELEKTROLYTISCHE
VERFAHREN
.
24
2.2.5
ANSTRICHBILDER
.
25
2.3
OPTISCHE
VERFAHREN
ZUR
BESTIMMUNG
DES
DICHTEFELDS
.
25
2.3.1
BRECHUNGSINDEX
UND
THERMODYNAMISCHER
ZUSTAND
DES
STROEMUNGSMEDIUMS
.
25
2.3.2
BRECHUNG
VON
LICHT
IN
OPTISCH
INHOMOGENEN
MEDIEN
.
27
2.3.3
SCHATTENVERFAHREN
.
29
2.3.4
SCHLIERENVERFAHREN
MIT
SCHNEIDE
.
33
2.3.5
PHASENVERSCHIEBUNG
VON
LICHTWELLEN
IN
OPTISCH
INHOMO
GENEN
MEDIEN
.
37
2.3.6
MACH
ZEHNDER
INTERFEROMETER
.
38
2.4
LASER
DOPPLER
ANEMOMETER
.
40
2.4.1
DAS
FOLGEVERHALTEN
VON
TRACERPARTIKELN
.
41
2.4.2
DOPPLEREFFEKT
.
42
2.4.3
HERLEITUNG
UND
ANWENDUNG
DER
DOPPLER-STREUFORMEL
.
44
2.4.4
OPTISCHES
HETERODYNPRINZIP,
REFERENZSTRAHL-LDA
.
45
2.4.5
DIFFERENTIAL-LDA
.
49
2.4.6
RICHTUNGSBESTIMMUNG
MIT
LDA
.
52
2.4.7
MEHRKOMPONENTEN-LDA
.
53
2.5
LASER-2-FOKUS
ANEMOMETRIE
.
54
2.5.1
OPTISCHER
AUFBAU
.
56
2.5.2
SIGNALVERARBEITUNG
.
57
VI
INHALTSVERZEICHNIS
2.6
PARTICLE
IMAGE
VELOCIMETRY
.
58
2.6.1
VORGEHENSWEISE
.
59
2.6.2
KURZE
ENTWICKLUNGSGESCHICHTE
.
61
2.6.3
DIE
PROBLEMATIK
DER
RICHTUNGSZWEIDEUTIGKEIT
.
62
2.6.3.1
IMAGE
SHIFTING
.
63
2.6.4
LICHTSTAERKE
DER
PARTIKELBILDER
.
65
2.6.5
DIE
PARTICLE
IMAGE
VELOCIMETRY
IN
DER
AERODYNAMIK
.
66
2.7
DOPPLER
GLOBAL
VELOCIMETRY
.
67
2.7.1
DIE
JODZELLE
.
69
2.7.2
LASER
FUER
DGV
.
69
2.8
CHARAKTERISTISCHE
EINSATZGEBIETE
DER
LASERANEMOMETER
.
70
3.
PRINZIP
UND
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
DER
BOS-AUFNAHME
.
75
3.1
HISTORISCHER
UEBERBLICK
.
75
3.1.1
DAS
PRINZIP
DER
HINTERGRUNDSCHLIERENMETHODE
BOS
.
76
3.2
OPTISCHE
ABBILDUNG
HOHER
RAUMFREQUENZEN
.
79
3.2.1
BEUGUNGSBEGRENZTE
ABBILDUNG
.
79
3.2.2
DIE
ABBILDUNG
REALER
LINSEN
.
84
3.3
FOTOGRAFISCHE
BILDAUFZEICHNUNG
.
87
3.3.1
EINFUEHRUNG
IN
DIE
LEISTUNGSDIAGRAMME
.
88
3.4
DIGITALE
BILDAUFZEICHNUNG
.
89
3.4.1
MERKMALE
VON
CCD-SENSOREN
.
91
3.4.2
RAUSCHQUELLEN
BEI
DIGITALER
AUFZEICHNUNG
.
92
3.4.3
SPEKTRALE
MERKMALE
VON
CCD-SENSOREN
.
93
3.4.4
LINEARITAET
UND
DYNAMIKBEREICH
.
93
4.
PRINZIP
UND
MATHEMATISCHE
GRUNDLAGEN
DER
BOS-AUSWERTUNG
95
4.1
MODELLIERUNG
DER
ABBILDUNG
BEI
AUFNAHME
DES
REFERENZBILDES
.
95
4.2
INTENSITAETSVERTEILUNG
DES
HINTERGRUNDBILDES
.
97
4.3
MITTELWERT,
AUTOKORRELATION
UND
VARIANZ
EINER
AUFZEICHNUNG
EI
NER
EINFACHEN
BELICHTUNG
.
98
4.4
KREUZKORRELATION
EINES
PAARES
VON
ZWEI
EINFACH
BELICHTETEN
AUF
ZEICHNUNGEN
.
101
4.5
KORRELATION
EINER
DOPPELT
BELICHTETEN
AUFZEICHNUNG
.
103
4.6
DIGITALE
BOS-AUSWERTUNG
.
105
4.6.1
DIGITALE
RAEUMLICHE
KORRELATION
.
106
4.6.2
AUF
DEM
FREQUENZBEREICH
BERUHENDE
KORRELATION
.
109
5.
STATISTISCHE
VALIDIERUNG
VON
BOS-DATEN
.
111
5.1
DATENVALIDIERUNG
.
111
5.1.1
GLOBAL-HISTOGRAMMOPERATOR
.
112
5.1.2
DYNAMISCHER
MITTELWERTOPERATOR
.
113
5.2
INTERPOLATIONSSCHEMATA
.
114
INHALTSVERZEICHNIS
VII
6.
ANWENDUNGEN
DER
HINTERGRUNDSCHLIEREN-(BOS-)METHODE
.
115
6.1
BOS-DURCHFUEHRBARKEITSSTUDIEN
AN
HUBSCHRAUBERN
.
115
6.2
GLEICHZEITIGE
MESSUNG
VON
DICHTE
UND
GESCHWINDIGKEIT
.
122
6.3
SICHTBARMACHUNG
VON
LECKSTROEMUNGEN
IN
EINER
SINTERANLAGE
.
131
7.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
137
LITERATUR
.
139
A.
MATHEMATISCHER
ANHANG
.
145
A.L
FALTUNG
DER
DIRACSCHEN
DELTA-FUNKTION
.
145
A.2
INTENSITAETSVERTEILUNG
DER
BILDFLECKEN
.
145
A.3
FALTUNG
DER
GAUSSSCHEN
BILDINTENSITAETSVERTEILUNGEN
.
145
B.
LISTE
DER
SYMBOLE
.
147
C.
DANKSAGUNG
.
151
D.
LEBENSLAUF
.
153 |
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