Abb. 1: Auftriebsneutrale, heliumgefüllte Seifenblasen zur großskaligen Vermessung von Geschwindigkeitsfeldern in Luftströmungen
Zur Vermessung großskaliger konvektiver Luftströmungen z.B. in Flugzeugkabinen/-modellen wird eine Weiterentwicklung der Particle Image Velocimetry (PIV) angewendet. Durch Kombination von auftriebsneutralen Helium-gefüllten Seifenblasen als Impfpartikel mit gütegeschalteten Festkörperlasern hoher Pulsenergie als Lichtquelle können instantane Geschwindigkeitsfelder auf Blickfeldern von bis zu 12 m² vermessen werden (siehe Abbildung). Speziell entwickelte Seifenblasengeneratoren erlauben die Erzeugung von auftriebsneutralen Helium-gefüllten Seifenblasen mit Abmessungen von Bruchteilen von Millimetern mit hoher Effizienz. Aufgrund der hohen erzielbaren Impfpartikeldichten können PIV Algorithmen zur Bestimmung der Luftgeschwindigkeit angewendet werden, die die Vermessung von momentanen Geschwindigkeitsfeldern bei gleichzeitig hoher lateraler Auflösung erlauben. Dadurch eignet sich die Methode besonders zur Vermessung instationärer Strömungen, wie etwa konvektiver Luftströmungen.
Abb. 2: Strömung in einem generischen 1:1 Flugzeugkabinenmodell, gemessen mit großkaliger Particle Image Velocimetry