Turbulenz, Windenergie und Stochastik

Holographische Strömungsmessung

Digitales Holographisches PIV

Bei dem bekannten optischen Strömungsmessverfahren Particle Image Velocimetry (PIV) wird die zu untersuchende Fluidströmung mit kleinen Partikeln durchsetzt. Mit einem Laser wird ein Lichtschnitt erzeugt und es werden zwei Bilder von dem beleuchteten Teilchenfeld schnell aufeinander folgend aufgenommen. Diese Bilder werden numerisch korreliert und man erhält ein zweidimensionales Vektorfeld der Strömung im Bereich des Lichtschnitts.

Dieses Verfahren wird mittels Holographie auf die dritte Dimension erweitert (Holographisches PIV). Durch Aufnahme eines Volumens in einem Hologramm und anschließender Rekonstruktion, kann das gesamte dreidimensionale Teilchenfeld der Strömung erfasst werden.

Beim Digitalen Holographischen PIV (DHPIV) werden Hologramme anstatt auf photographischem Filmmaterial mit einer Digitalkamera aufgenommen. Dies hat den Vorteil, dass Aufnahme und Rekonstruktion direkt am Computer durchgeführt werden können und keine chemische Entwicklung gefolgt von einer zusätzlichen Digitalisierung der Daten notwendig ist. Darüber hinaus lässt sich das Verhalten von Strömungen zeitlich deutlich besser auflösen.

Mittels eines holographischen Inline Aufbaus gelingt es physikalisch sinnvolle dreidimensionale Trajektorien aus Hologrammserien zu rekonstruieren. Gegenstand aktueller Forschung ist es insbesondere die Messunsicherheit bezüglich der Komponente in Strahlrichtung zu reduzieren.

Prinzipieller Aufbau eines Inline DHPIV-Systems

Ansprechpartner: Heßeling, Christina