Lasermesseinrichtung I
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Hochgeschwindigkeits-Stereo-PIV Messsystem wurde in den ersten drei Jahren überwiegend im Rahmen der Messungen im Teilvorhaben A4 des SFB 871 "Regeneration komplexer Investitionsgüter" eingesetzt, um hier Messungen zur Strömung und Turbulenzcharakterisierung in Flammen durchzuführen. In diesem Rahmen wurde eine optisch zugängliche Ringbrennkammer mit 8 Brennern aufgebaut, bei dem einer der Brenner gezielt modifiziert betrieben werden konnte. Dieser stellte modellhaft den Betrieb eines fehlerhaften Brenners dar. Das Mess-System wurde einerseits eingesetzt, um die Strömung und Turbulenz direkt am Brenner genau zu vermessen, weil dies die Anfangsbedingung für parallel durchgeführte numerische Berechnungen darstellte. Andererseits diente das Mess-System auch zur Charakterisierung der Strömung weit über dem Brenner, da im Rahmen des SFBs nach Methoden gesucht wird, über die Abgasstrahlcharakterisierung auf Fehler in einer Brennkammer rückschließen zu können. In beiden Fällen war die Stereo-Messmöglichkeit wichtig, um die Strömungs- und Turbulenzbedingungen dreidimensional zu ermitteln. In der im Januar 2018 beginnenden dritten Periode des SFB 871 wird das Messsystem für eine etwas andere Fragestellung im Teilvorhaben A6 eingesetzt, bei dem es um die genaue Ausmischung von Brennkammerfehlern geht. Hier werden also lokale Strömungs- und Mischungsuntersuchungen in verschiedenem Abstand von der Flamme - auch bei generisch gestörten Situationen - detailliert untersucht. Auch hier ist der Vergleich zur Theorie und zur Berechnung wesentlich. Weiterhin wurden die Hochgeschwindigkeitskameras und die Software in motorischen Forschungsprojekten zur Charakterisierung von Gasmotorenzündprozessen (im Rahmen des FVV-Vorhabens "Physikalische Grenzen eines Gasmotors mit effektiven Mitteldrücken oberhalb 30 bar") an einem transparenten Einzylindermotor eingesetzt, bei dem eine sehr definierte Vorkammerzündung untersucht wurde. Kürzlich konnte mit der PIV-Software weiterhin eine neue Spraymesstechnik entwickelt und erprobt werden, die sehr hochauflösend im Spraynahbereich eine modifizierte Anwendung zur Strömungsfeldmesstechnik ermöglicht. Diese "Structural Image Velocimetry" (SIV) ist noch nicht veröffentlicht. Es ist jetzt schon absehbar, dass auch dies sehr interessante neue Forschungsmöglichkeiten ergibt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Correlation of Defects in an annular Swirl-Burner-Array by Optical Measuring Exhaust Gases and Numerical Analysis, 64. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress (DLRK), 22-24 September 2015, Rostock
C. Hennecke, U. Hartmann, F. Dinkelacker, J. Seume
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Fehlerfrüherkennung von Brennkammerdefekten einer Ringbrennkammer aus einem 8- Drallbrenner-Array mittels optischer Abgasstrahlanalyse und numerischer Zuordnung. 27. Deutscher Flammentag, VDI-Berichte 2267, S. 393-403, 2015
C. Hennecke, F. Dinkelacker, H. v. d. Haar, U. Hartmann, J. Seume
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Automatic Detection of Defects in a Swirl Burner Array Through an Exhaust Jet Pattern Analysis, J. Eng. Gas Turbines Power, Vol. 139, Issue 3, 031504 (8 pages), 2016
U. Hartmann, C. Hennecke, F. Dinkelacker, J. Seume
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Automatic Detection of Defects in Aircraft Engines Through an Exhaust Jet Pattern Analysis, ASME 2016 Turbomachinery GT2016, June 13-17, 2016, Seoul, South Korea, GT2016- 56467
U. Hartmann, C. Hennecke, F. Dinkelacker, J. Seume
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Defect Detection in an Annular Swirl-Burner-Array by Optical Measuring Exhaust Gases, Proc. ASME 2016 Turbo Expo 2016, Seoul, South Korea, GT2016-57847
H. von der Haar, U. Hartmann, C. Hennecke, F. Dinkelacker, J. Seume
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(2017): Failure Detection in an Annular Combustion Chamber with Experimental and Numerical Methods, J Aeronaut Aerospace Eng 6:193
Hennecke, C.; von der Haar, H.; Dinkelacker, F.
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Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Detektion von Defekten an einer Modellbrennkammer. 28. Deutscher Flammentag, VDI-Berichte 2302, S. 445-456, 2017
H. v. d. Haar, C. Hennecke, F. Dinkelacker
