Verfügbarkeit: Untersuchungen von Sensorsystemen für die hochaufgelöste, nichtinvasive Vermessung von Strömungsfeldern, Volumenkräften und Turbulenzen

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Bibliographische Detailangaben
Titel:	Untersuchungen von Sensorsystemen für die hochaufgelöste, nichtinvasive Vermessung von Strömungsfeldern, Volumenkräften und Turbulenzen
Von:	Mathias Neumann
Person:	Neumann, Mathias 1981- Verfasser aut
Hauptverfasser:	Neumann, Mathias 1981- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Aachen Shaker 2013
Schriftenreihe:	Dresdner Berichte zur Messsystemtechnik 7
Schlagworte:	Hochauflösendes Verfahren Laser-Doppler-Anemometrie Mehrphasenströmung Sensor Zeitauflösung Signalverarbeitung Turbulente Strömung Profil > Strömung Hochschulschrift
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Beschreibung:	IX, 159 S. Ill., graph. Darst.
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS AKRONYME V FORMELZEICHEN VI 1. EINLEITUNG 1 1.1. MOTIVATION 1 1.2. STAND DER TECHNIK 2 1.3. STRUKTUR DER ARBEIT 4 2. GRUNDLAGEN DER STROEMUNGSMECHANIK UND KONVENTIONELLER DOPPIER- MESSTECHNIK 7 2.1. STROEMUNGSMECHANISCHE GRUNDLAGEN 7 2.1.1. KORRELATIONSUNTERSUCHUNGEN 9 2.1.2. ZEITLICHE KORRELATIONSUNTERSUCHUNGEN 10 2.1.3. ORTLICHE KORRELATIONSUNTERSUCHUNGEN 10 2.1.4. CHARAKTERISTISCHE SKALEN 12 2.2. GRUNDLAGEN DER LASER-DOPPLER-MESSTECHNIK 14 2.2.1. DER OPTISCHE DOPPLEREFFEKT 14 2.2.2. DAS INTERFERENZSTREIFENMODELL 17 2.2.3. EINFLUSS REALER LASERSTRAHLEN AUF DAS INTERFERENZSTREIFENSYSTEM . . 18 2.3. LASER-DOPPLER-VELOZIMETRIC 21 2.4. DER LASER-DOPPLER-GESCHWINDIGKEITSPROFILSENSOR 23 3. MEHRKOMPONENTIGE & HOCHAUFLOESENDE LASER-DOPPIER-GESCHWINDIGKEITS PROFILSENSOREN 25 3.1. AUFBAU, KALIBRIERUNG UND MESSUNSICHERHEIT VON LDV-PS-MESSSYSTEMEN . 25 3.1.1. LASERQUELLEN UND OPTISCHE KOMPONENTEN 25 3.1.2. AUFBAU DES ERWEITERTEN LDV-PS 26 3.1.3. JUSTAGE UND KALIBRIERUNG 27 3.1.4. MESSEIGENSCHAFTEN UND MESSUNSICHERHEITEN 32 3.1.5. WELLENLAENGEN-DEMULTIPLEX 32 3.2. HOCHAUFLOESENDER LDV-PS ZUR TURBULENZANALYSE 33 3.2.1. AUFBAU DES HOCHAUFLOESENDEN LDV-PS 34 3.2.2. KALIBRIERUNG DES HOCHAUFLOESENDEN LDV-PS 34 3.3. ZWEIKOMPONENTIGER LDV-PS ZUR OPTISCHEN KRAFTMESSUNG 36 3.3.1. AUFBAU DES ZWEIKOMPONENTIGEN LDV-PS ZUR OPTISCHEN KRAFTMESSUNG 36 3.3.2. BESTIMMUNG DER ZWEITEN GESCHWINDIGKEITSKOMPONENTE 38 3.3.3. KALIBRIERUNG DES ZWEIKOMPONENTIGEN LDV-PS 38 3.3.4. FREQUENZMISCHUNG DER VOM AOM ERZEUGTEN TRAEGERFREQUENZ .... 40 HTTP://D-NB.INFO/1041643896 INHALTSVERZEICHNIS 4. NEUE SIGNALVERARBEITUNGSTECHNIKEN FUER LASER-DOPPLER-MESSSYSTEME 43 4.1. EINFUEHRUNG IN DIE SIGNAL VERARBEITUNG VON LDV-PS-SY,STEINEN 44 4.2. SIGNALMODELLE 45 4.2.1. UNGESTOERTES EINZELBURST-SIGNALMODELL 46 4.2.2. UNGESTOERTES DOPPELBURST-SIGNALNIODELL 47 4.3. RAUSCHQUELLEN 47 4.4. DIE CRANIER-RAO-GRENZE FUER DIE DOPPLERFREQUENZ- UND ANKUNFTSZEITSCHAETZUNG 48 4.4.1. EINZELBURST-SIGNALE 49 4.4.2. DOPPELBURST-SIGNALE 49 4.5. EINZELBURST-SIGNALVERARBEITUNG .53 4.6. DOPPELBURST-SIGNALVERARBEITUNG 55 4.6.1. KONVENTIONELLE DOPPELBURST-ALGORITHMEN 55 4.6.2. MODELL-MKQ-SIGNALVERARBEITUNG 59 4.6.3. VERGLEICH DER MODELL-MKQ MIT KONVENTIONELLER DOPPELBURST- SIGNALVERARBEITUNG 66 4.7. VORTEIL DER MODELL-MKQ-SIGNALVERARBEITUNG IN DER PRAXIS 69 4.8. ZUSAMMENFASSUNG 69 5. MEHRPUNKTDETEKTION UND PARALLELVERARBEITUNG 71 5.1. MEHRPUNKTDETEKTION BEI LDV-PS-MESSSYSTEMEN 71 5.2. REALISIERUNG DER MEHRPUNKTDETEKTION 73 5.3. DATENERFASSUNG DER MESSSIGNALE 74 5.4. ERKENNUNG VON DOPPELDETEKTIONEN 76 5.4.1. ERKENNUNG ANHAND DER AUSGEWERTETEN ANKUNFTSZEIT 76 5.4.2. ERKENNUNG ANHAND DES SIGNALVERLAUFS 77 5.4.3. ERKENNUNG ANHAND DER DOPPLERFREQUENZEN 78 5.5. ZUSAMMENFASSUNG 80 6. KORRELATIONSUNTERSUCHUNGEN ALS MITTEL ZUR STROEMUNGSCHARAKTERISIERUNG 81 6.1. KORRELATIONSMESSTECHNIK 81 6.1.1. KONVENTIONELLE KORRELATIONSMESSTECHNIK 81 6.1.2. LASER-DOPPLER-GESEHWINDIGKEITSPROFILSENSOR 83 6.1.3. MEHRPUNKT-LASER-DOPPLER-GCSCHWINDIGKEITSPROFILSENSOR 83 6.2. KORRELATIONS-AUSWERTUNGSALGORITHMEN SOWIE UNSICHERHEITSABSCHAETZUNGEN 84 6.2.1. SPEZIELLE SLOT-TECHNIKEN 84 6.2.2. ABSTANDSUNSICHERHEIT 85 6.2.3. MATHEMATISCHE MODELLE DER KORRELATIONSFUNKTION 88 6.2.4. UNSICHERHEITSABSCHAETZUNG DER KORRELATIONSFUNKTION 89 6.2.5. UNSICHERHEITSABSCHAETZUNG DER TAYLOR-MIKROSKALA 90 6.2.6. UNSICHERHEITSABSCHAETZUNG DER KOLMOGOROV-SKALA 90 6.3. MESSUNG DES INSTANTANEN GESCHWINDIGKEITSGRADIENTEN 92 6.4. EXEMPLARISCHE MESSERGEBNISSE 93 6.4.1. EXPERIMENTELLE RANDBEDINGUNGEN 94 6.4.2. FREISTRAHLEXPERIMENT 1: RUNDE DUESE 94 6.4.3. FREISTRAHLEXPERIMENT 2: 2D-DUESE 97 6.5. ZUSAMMENFASSUNG 104 INHALTSVERZEICHNIS 7. OPTISCHE VOLUMENKRAFTMESSUNG AN PLASMA-AKTOREN 107 7.1. STROEMUNGSKONTROLLE MITTELS PLASMA-AKTOREN 107 7.2. PLASMA-AKTOR 108 7.2.1. AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE VON PLASMA-AKTOREN 108 7.2.2. LEISTUNGSAUFNAHME EINES PLASMA-AKTORS 109 7.2.3. EINGESETZTER PLASMA-AKTOR UND DESSEN KENNGROESSEN 109 7.2.4. ANSTEUERUNG DES PLASMA-AKTORS 111 7.3. THEORIE UND STAND DER TECHNIK ZUR OPTISCHEN VOLUMENKRAFTMESSUNG ... 112 7.3.1. KONTINUITAETSGLEICHUNG 113 7.3.2. NAVIER-STOKCS-GLEICHUNG 114 7.3.3. WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG 114 7.3.4. INTEGRALE METHODE ZUR KRAFTBESTIMMUNG 115 7.4. ZEITAUFGELOESTE, OPTISCHE VOLUMENKRAFTMESSUNGEN MITTELS LDV-PS 116 7.4.1. EXPERIMENTELLER AUFBAU UND DURCHGEFUEHRTE MESSKAMPAGNE .... 116 7.4.2. SEEDINGPARTIKEL 118 7.4.3. DATENERFASSUNG UND PHASENAUFLOESIMG 119 7.4.4. BESEHLEUNIGUNGS- UND GESCHWINDIGKEITSGRADIENTENMESSUNGEN . . . 120 7.5. MESSERGEBNISSE 124 7.6. ZUSAMMENFASSUNG 129 8. ZUSAMMENFASSUNG 131 ANHANG A. LEISTUNGSBERECHNUNG UND SNR ABSCHAETZUNG VON LASER-DOPPLER-SIGNALEN 135 B. TRANSFORMATIONSINVARIANZ EINES GAUSSSIGNALS 137 C. UNSICHERHEITSFORTPFLANZUNG DER PARAMETER DES KORRELATIONSFUNKTIONSMODELLS 141 LITERATURVERZEICHNIS 143 EIGENE VEROEFFENTLICHUNGEN 155 LEBENSLAUF 159
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