Bildgebende Erfassung dynamischer Oberflächenkräfte durch piezoelektrische Copolymer-Beschichtungen

• Applicant: Dr.-Ing. Inken Peltzer
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5455084

In der zurückliegenden Antragsphase konnten erstmals ebene drucksensitive PSC-Flächen )Pressure Sensitive Copolymer Coating) erfolgreich ausgelegt und nach einer Kalibratton in Windkanalversuchen praktisch erprobt werden. Damit wurden bereits die Grundlagen für die Ausstattung der Leitexperiment-Konfiguration mit linienförmigen, teilweise gekrümmten PSC-Messflächen gelegt.Im Rahmen der nächsten Förderperiode soll dieses auf piezoelektrischen Copolymerbeschichtungen basierende, bildgebende Oberflächenmessverfahren dahingehend weiterentwickelt werden, dass die direkte und störungsfreie Ausstattung beliebig dreidimensional geformter Flächen mit der PSC-Messtechnik möglich wird. Auf diese Weise soll eine Messmethodik entstehen, die eine hohe örtliche Auflösung und die optimale Strukturintegration von bekannten Flächenmessverfahren (Pressure/Temperature Sensitive Paint; PSP/TSP) mit der typischen hohen zeitlichen Auflösung der Piezotechnik kombiniert. Mit der geplanten Weiterentwicklung der PSC-Messtechnik wird eine großflächige und hochkompakte Instrumentierung von Zylinderstumpf und Nachlauffläche des Leitexperiments möglich, und damit eine sowohl örtlich als auch zeitlich hochauflösende Erfassung von instationären Wanddruckfeldern realisierbar.Um vergleichbare Messdaten am Leitexperiment zu erhalten, wurden in enger Zusammenarbeit mit den SPP-Projekten von Prof. Leder (LSM) und Prof. Obermeier (MAT) gemeinsame Abgriffmuster für PSC-Flächen und MEMS-Sensoren erarbeitet. Mit dem LSM sind darüber hinaus parallele Messungen mit PSC und TR-PIV (Time-Resolved Particle Image Velocimetry) vorgesehen. Die gemessenen Wanddruckinformationen werden der Arbeitsgruppe von Prof. Thiele (ISTA) für die Validierung des numerischen Experiments zur Verfügung gestellt. Die Arbeitsgruppen von Prof. Rist und Prof. Ertl (Stuttgart) bereiten die Messdaten volumenhaft auf, indem die Zeit als dritte Raumkomponente genutzt wird (2D+t).

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1147: Imaging Measurement Methods for Flow Analysis
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Nitsche