Single-Pixel Ensemble-Korrelation PIV
Die Analyse von Strömungsphänomenen verschiedener Skalen über viele Größenordnungen hinweg stellt höchste Anforderungen an die Dynamik der Ortsauflösung. Während mit herkömmlicher Fenster-Korrelation etwa 250 unabhängige Vektoren in einer Richtung aus 4000 Pixel ermittelt werden können, liefert die Single-Pixel Auswertung einer deutlich gesteigerten Dynamik von bis zu 2.000 unabhängigen Vektoren in einer Richtung. Dadurch ist es möglich kleinskalige Strukturen aufzulösen und gleichzeitig einen Überblick über ein größeres Feld zu erlangen. Mit dieser Methode erwirbt man zwar keine Information über den momentanen Zustand turbulenter Prozesse, jedoch lassen sich statistische Größen wie mittleres Geschwindigkeitsfeld und Reynolds-Spannungen aus der Form der Korrelationsfunktion mit hoher Genauigkeit bestimmen. Die deutlich verbesserte räumliche Auflösung gegenüber Fenster-Korrelation ist von fundamentaler Bedeutung für die Analyse von Strömungen bei hohen Mach- und Reynolds-Zahlen. Somit ist Single-Pixel Ensemble-Korrelation sowohl für die Erforschung physikalischer Phänomene als auch zur Validierung neuer Numerischer Berechnungsverfahren besonders geeignet.
Bearbeiter:
Fördergeber:
- Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des DFG Transregios TRR 40: Technologische Grundlagen für den Entwurf thermisch und mechanisch hochbelasteter Komponenten zukünftiger Raumtransportsysteme
Veröffentlichungen:
- Kähler CJ, Scharnowski S, Cierpka C (2012) On the uncertainty of digital PIV and PTV near walls. Experiments in Fluids 52:1641-1656
- Kähler CJ, Scharnowski S, Cierpka C (2012) On the resolution limit of digital particle image velocimetry. Experiments in Fluids 52:1629-1639
- Scharnowski S, Hain R, Kähler CJ (2012) Reynolds stress estimation up to single-pixel resolution using PIV-measurements. Experiments in Fluids 52:985-1002