Untersuchung von Strömungen mit Wärmeaustausch numerisch und mittels eines neuen Background-Oriented-Schlieren (BOS) Verfahrens

Diie experimentelle Untersuchung und das numerische Modellieren des konvektiven Wärmetransports in komplexen Strömungen stellen die grundlegende Zielsetzung des Projekts dar. Bei mit Wärmeübertragung verbundenen Aufgaben ist eine äußere Einflussnahme durch Regelung oder Steuerung in Abhängigkeit von der Temperatur sehr oft erforderlich. Die Simulation von solchen Prozessen verlangt wegen der zeitlich veränderlichen Randbedingungen, die sehr oft keinen deterministischen Charakter haben, eine spezielle Handhabung. Methoden zur berührungslosen Messung von Konzentrationen und Temperaturen dienen in der Strömungstechnik zur Erforschung, Auslegung und Optimierung von Anlagen, in denen Mischungsprozesse oder chemische Reaktionen stattfinden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die Möglichkeiten und Grenzen eines neuen Verfahrens dieser Art untersucht. Es handelt sich hierbei um die sogenannte Background-Oriented-Schlieren (BOS) Technik, die die Abhängigkeit des Brechungsindex von der Temperatur und Zusammensetzung des Gemisches ausnutzt.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen folgende Ziele erreicht werden:
* Überprüfung der Anwendbarkeit des BOS-Verfahrens in Strömungen mit Wärmetransfer
* Schaffung der theoretischen Grundlagen für die quantitative Auswertung der Messergebnisse
* Erstellung von entsprechenden Auswerteprogrammen unter Berücksichtigung von verschiedenen geometrischen Verhältnissen.
* Validierung der Methode und der Auswerteverfahren im Vergleich mit anderen, etablierten Messverfahren am Beispiel einer Zylinderumströmung.