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Abteilung Experimentelle Verfahren

Übersicht:

Die Abteilung Experimentelle Verfahren vergibt laufend Diplom-, Bachelor- und Masterarbeiten mit unterschiedlichen Themen aus dem Aufgabenbereich der Abteilung. Aufgabenstellung und Umfang der Arbeit können jeweils an die Bedingungen der Studienordnung, die Interessen des Bewerbers und den aktuellen Bedarf der Abteilung angepasst werden (Download).

Hintergrund:

Die Abteilung Experimentelle Verfahren entwickelt optische und akustische Feldmessverfahren zur Erfassung strömungsmechanischer und aeroakustischer Größen und wendet diese vor allem in großen industriellen Windkanälen oder im Flugversuch für Aufgabenstellungen aus dem Bereich der Aerodynamik an.

Quantitativ messbare Größen sind:

• Druck (Pressure Sensitive Paint PSP),
• Geschwindigkeit (Particle Image Velocimetry PIV),
• die Lage von Transitionslinien (Temperature Sensitive Paint TSP),
• Dichte (Background Oriented Schlieren Technique BOS),
• Schalldruck (Acoustic Microphone Array),
• Deformation (Image Pattern Correlation Technique IPCT) und räumliche Lage des untersuchten Windkanalmodells oder Flugzeugflügels.

Geschwindigkeit (Volumen)

Druck und Geschwindigkeit

Verformung

Weitere Informationen: http://www.dlr.de/as

Voraussetzungen (je nach Anforderungen):

• Interesse an experimentellen Arbeiten,
• gute Kenntnisse in Messtechnik, Elektronik, Videotechnik, Optik und Strömungsmechanik,
• Programmiererfahrung (z.B. MATLAB,C, ...)

Beginn:

nach Absprache

Ansprechpartner:

Dr. Lars Koop
Tel.: 0551 / 709-2237
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

Konkrete Themen:

1. Prognose vibroakustischer Eigenschaften von Leichtbauteilen für den Einsatz in Hochgeschwindigkeitszügen  (Download)

Hintergrund:

Beim Bau von schienengebundenen Fahrzeugen werden zunehmend Leichtbauteile eingesetzt, um das Gewicht und damit auch den Energieverbrauch zu verringern. Dadurch verringert sich in der Regel aber auch die schalldämmende Wirkung der gesamten Kabinenstruktur. Hinzu kommt ein verändertes Schwingungsverhalten, das die Weiterleitung und Abstrahlung von Körperschall begünstigen kann. Um die erzielte Gewichtsreduktion nicht durch zusätzliche akustisch wirksame Materialien zu verringern oder gar aufzuheben, ist die Prognose der vibroakustischen Eigenschaften in der Entwurfsphase von großer Bedeutung. So lassen sich akustische Probleme und Potentiale frühzeitig erkennen.

Next Generation Train – der Zug der Zukunft

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Judith Kokavecz
Tel.: 0551 / 709-2641
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

2. Quelllokalisierung in Flugzeugkabinen mittels inverser BEM (Boundary Element Method)  (Download)

Hintergrund:

Bei der Gestaltung von Flugzeugkabinen und Fahrzeug-innenräumen werden zunehmend Leichtbauteile eingesetzt, da sich damit das Gewicht und damit die Treibstoffemissionen verringern. Damit verringert sich in der Regel aber auch die schalldämmende Wirkung, und die Schallabstrahlung in den Innenraum erhöht sich. Um den akustischen Komfort beizu-behalten bzw. zu verbessern, ist eine gezielte raumakustische Gestaltung der Innenräume unumgänglich. Auch wenn die Prinzipien der Raumakustik schon lange Zeit bekannt sind, ist ihre Umsetzung in Flug- und Fahrzeugkabinen auf Grund höherer Anforderungen (geringes Gewicht, spezielle Materialien und Platzmangel) sehr viel schwieriger.

Schallfeld im Innenraum einer Flugzeugkabine

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Judith Kokavecz
Tel.: 0551 / 709-2641
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

3. Entwicklung eines rotierenden 3-D Kamerasystems für die Durchführung von Deformationsmessungen an einem Propeller  (Download)

Hintergrund:

Die Abteilung Experimentelle Verfahren des DLR Institutes für Aerodynamik und Strömungstechnik in Göttingen entwickelt berührungslose optische Messtechniken zur Durchführung von Deformationsmessungen an stationären und sich bewegenden Objekten. Um die Deformation eines Objektes zu vermessen, wird dieses mit einem stochastischen Punktemuster versehen. Zunächst wird ein Referenzbild in Ruhezustand aufgenommen und dann unter Last ein zweites Bild. Die Bilder werden miteinander korreliert, wodurch ein Deformationsvektorfeld entsteht. Mit einer Stereokamera können dreidimensionale Vektorfelder bestimmt werden. Ändert sich die Objektlast schnell, werden Bildsequenzen mit angepasster Rate aufgenommen und mit dem Referenzbild korreliert. Im Falle einer periodischen Bewegung kann die Aufnahme mit der Bewegungsfrequenz synchronisiert werden. Um die Deformation eines Propellerblattes auch im Fluge vermessen zu können, soll ein Kamerasystem entwickelt werden, welches auf der Propellerachse montiert wird und samt Bildeinzugelektronik, Speicher und Speisestromquelle mit dem Propeller rotiert..

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. B. Stasicki
Tel.: 0551 / 709-2890
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

4. Optische Vermessung der Flügelform von frei fliegenden Vögeln  (Download)

Hintergrund:

Im Rahmen des DFG - Forschungsvorhabens SPP1207 „Analyse des Gleit- und Schlagfluges an frei fliegenden Vögeln“ soll die Profilgeometrie und die Bewegungsform frei fliegender Vögel mit hoher Genauigkeit und Ortsauflösung für weiterführende numerische Untersuchungen bestimmt werden. Dabei sollen die Profil- und Bewegungsformdaten der Flügel mit einem optischen Messverfahren berührungslos ermittelt werden, um Aussagen über das natürliche Flugverhalten zu erhalten. In den Messungen, beispielsweise an einer Schleiereule (Tyto Alba), wird auf den Vogel ein zufälliges Punktemuster mit leistungsstarken Weißlichtprojektoren projiziert. Das auf die Flügel projizierte Muster wird von High-Speed-Kameras in einer
Stereoanordnung aufgezeichnet. Anhand der Bilder kann die dreidimensionale Oberfläche mittels digitaler Bildkorrelation fotogrammetrisch rekonstruiert werden. Im Weiteren ist es geplant, einen beweglichen Aufbau zu entwickeln, welcher mit dem frei fliegenden Vogel mitfährt und so erlaubt, mehrere Schlagperioden zu messen. Für den fahrenden Aufbau soll auf Basis einer Diodenlichtquelle ein gewichtsoptimiertes Projektionssystem mit einer möglichst hohen Tiefenschärfe entworfen werden. Dies soll auch eine Trennung der Muster von verschiedenfarbigen Projektionen bei der Aufnahme ermöglichen. Hierbei sollen auch Reflektions- und Transmissionseigenschaften der Federn näher betrachtet werden.

Schleiereule (Tyto Alba)

auf den Flügel projiziertes Muster

berechnete Flügeloberfäche im Freiflug

Ansprechpartner:

Thomas Wolf
Tel.: 0551 / 709-2438
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

5. Synchrone BOS und Mikrofonmessungen an einem Freistrahl  (Download)

Hintergrund:

Die Entwicklung und Etablierung experimenteller Methoden zur Bestimmung des Zusammenhangs von Ursache und Wirkung in der Aeroakustik ist ein Arbeitsgebiet der Abteilung Experimentelle Verfahren. Dabei  wird ein neuer Ansatz verfolgt, der zwei experimentelle Verfahren kombiniert: Die Messung mittels der Particle Image Velocimetry  (PIV) (Thema 4) oder Hintergrundschlierenmethode BOS (Thema 5) in einer Ebene liefert Informationen über die ursächlichen Schwankungsgrößen in der Strömung. Synchron dazu werden die emittierten Schallwellen im akustischen Fernfeld durch eine Anzahl von Mikrofonen erfasst. Durch die Berechnung der Korrelationsfunktion zwischen den aus den Messergebnissen abgeleiteten Größen können dann akustische Quellregionen identifiziert werden.

Ansprechpartner:

Arne Henning
Tel.: 0551 / 709-2430
E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)

DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Abteilung Experimentelle Verfahren
Bunsenstraße 10
D-37073 Göttingen