An der SVA Potsdam wird seit einigen Jahren ein tauchfähiges, stereoskopisches PIV-System betrieben, das Einblicke in Strömungsstrukturen in einem Detailreichtum ermöglicht, den andere Techniken nicht erlauben. Mittels dieses Systems können große, dreidimensionale Geschwindigkeitsfelder vermessen werden, mit denen man sehr genau auch verborgene Details der Strömung aufdecken kann, z. B. die Umströmung eines Halbschweberuders. Dabei kann sogar die Durchströmung der Spalten zwischen Ruderhorn und Ruderblatt visualisiert werden (s. links).
Die modulare Bauweise erlaubt verschiedenartige Anwendungen des PIV-Systems, z. B. im Schleppkanal oder im Kavitationstunnel. Die einzelnen Module können auch komplett separat benutzt werden und bieten so vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Die folgende Animation zeigt Ergebnisse von PIV-Messungen des Propellerabstroms im Kavitationstunnel: Die Messebene fällt mit einer vertikalen Ebene durch die Propellerachse zusammen. Der Schnitt durch den helikalen Nachstrom des Propellers zeigt die Struktur des Spitzenwirbels stromabwärts.
PIV-Messung im Kavitationstunnel
Neben den klassischen Nachstromdaten der Geschwindigkeitsverteilung entlang bestimmter Radien (in dem vorliegenden Fall allerdings hinter einem arbeitenden Propeller gemessen) können auch Wirbelstärke und Turbulenzgrad direkt aus den PIV-Messergebnissen gewonnen werden.
Abhängig von der optischen Konfiguration (Brennweiten der Linsen und Abstand zum Messgebiet) können große Sichtfelder bis zu 800x600 mm2 erreicht werden (allerdings um den Preis einer geringeren räumlichen Auflösung). Ein Beispiel für die Anwendung eines so großen Sichtfeldes ist die Verfolgung und Visualisierung des instationären Zerfalls eines Wirbelsystems hinter einer generischen Tragflügelkonfiguration (s. Bilder links).
Technische Details |
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| 2- und 3-dimensionale Vektorfelder | |
| Bis zu 500 Aufnahmen bei 9 Hz / 120 Aufnahmen bei 14.5 Hz | |
| Eintauchtiefe: bis zu 0.7 m, mit speziellen Gehäusen: 4.5 m | |
| Sichtfeldgröße zwischen 120 x 110 mm und 600 x 800 mm | |
| Laser: Gepulster NdYAG Doppellaser mit 192 mJ pro Puls | |