Volumetrische Temperaturbestimmung in turbulenter thermischer Konvektion mittels Temperatur-empfindlichen Tracer-Partikeln

• Antragsteller: Dr. Stephan Weiss
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548073157

In vielen turbulenten Strömungen wird Wärme transportiert, indem ein Temperaturfeld als aktives oder passivers Skalar durch die Strömung advektiert wird. Um solche Strömungen besser zu verstehen und modellieren zu können, ist es wichtig die Temperaturverteilung in einer Strömung mit hoher Auflösung zu kennen. In diesem Projekt wollen wir experimentelle Methode entwickeln, die mittels hochaufgelösten Lagrangian Particle Tracking das Temperaturfeld bestimmen sollen. Hierfür sollen zum einen Temperatur-empfindliche lumineszierende Partikel verwendet werden. Zum anderen sollen Algorithmen entwickelt werden, die die Temperatur aus bereits gemessenen Geschwindigkeitsfeldern in turbulenter thermischer Konvektion berechnen. Mit diesen Verfahren wird es möglich sein, Temperaturfelder mit ähnlich hoher Auflösungen zu messen, wie in numerischen Simulationen, aber über sehr viel länger Zeitspannen. Wir wollen mit diesen Techniken sowohl thermische Konvektion in Flüssigkeiten (Wasser), als auch in Gasen (Luft) vermessen und hierfür bereits bestehende Apparaturen nutzen. Unsere Messung wollen wir mit numerische berechneten Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldern validieren, die uns von Kollaborations-Partnern zur Verfügung gestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartnerin: Privatdozentin Dr. Olga Shishkina