Helikopter

Themen:

Experimentelle und numerische Untersuchungen von Strömungen auf dem Gebiet der Hubschrauberaerodynamik (Ausschreibung)

Hintergrund:

In der Abteilung „Hubschrauber“ des DLR-Instituts für „Aerodynamik und Strömungstechnik“ wird die Aerodynamik von rotierenden und schwingenden Blattprofilen behandelt. Das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik bietet den Kandidaten mit den Arbeiten die Möglichkeit, Kenntnisse auf dem Gebiet der instationären experimentellen oder numerischen Rotoraerodynamik zu vertiefen.
Für experimentelle Untersuchungen der entsprechenden Strömungsphänomene stehen modern ausgestattete Versuchseinrichtungen und ein Windkanal zur Verfügung. Die Ausstattung beinhaltet konventionelle Kraft- und Druckmessverfahren, Hitzdraht- und Heißfilmverfahren und Laser-optische Werkzeuge wie beispielsweise die Particle Image Velocimetry (PIV).

 

Ansprechpartner für die Konkretisierung der Aufgabenstellung:

Prof. Dr. Markus Raffel
Tel.: 0551 / 709-2817
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 Hubschrauber
Bunsenstraße 10
D-37073 Göttingen

Konkrete Themen:

1. Masterarbeit: Untersuchung von neuartigen BOS Auswertemethoden (Ausschreibung)

Hintergrund:

In der Abteilung Hubschrauber des Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen wird die Umströmung von Rotoren bzw. Rotorblättern seit vielen Jahren experimentell untersucht. Dabei kommt unter anderem die dichtebasierte Hintergrundschlierenmethode („background-oriented schlieren“, BOS) zum Einsatz, mit welcher sich von Rotoren erzeugte Blattspitzenwirbel sichtbar machen lassen. Die Technik basiert darauf, dass Dichtegradienten mit einer Kamera vor einem strukturierten Hintergrund aufgenommen werden. Die Dichteunterschiede resultieren in einer Ablenkung des Lichts und damit in einer Verschiebung des Musters im aufgenommenen Messbild. Diese Verschiebung wird üblicherweise detektiert, indem das Bild in kleinere Auswertefenster unterteilt und eine Kreuzkorrelation durchgeführt wird. Diese Methodik resultiert jedoch in einer verminderten räumlichen Auflösung des Dichtesignals.
Im Rahmen der Masterarbeit soll nun eine alternative Auswertung von BOS-Daten mittels eines „Optical Flow“-Algorithmus implementiert und angewendet werden, um so eine deutlich höhere Auflösung erreichen zu können.

Mit BOS sichtbar gemachtes Wirbelsystem um einen Modellhubschrauber

Heißluftdüse vor einem Punktmuster (links), Auswertung mittels Kreuzkorrelation (Mitte) und Optical Flow (rechts)

Aufgabenstellung:

Für die Masterarbeit sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen:

• Literaturrecherche und Einarbeitung in Themen BOS und Optical Flow
• Implementieren von 2-3 in Open-Source Bibliotheken verfügbaren Optical Flow Algorithmen. Testen und
  Vergleichen der Algorithmen an existierenden experimentellen Daten von Hubschrauber-Wirbelsystemen
• Eigene Prinzipversuche im Labor um mit Hilfe eines Referenzobjektes (z.B. einer geschliffenen Glasplatte)
  den Einfluss verschiedener Parameter wie beispielsweise der Hintergrund-Strukturgröße auf das Ergebnis zu
  überprüfen
• Modellierung einer geeigneten Kostenfunktion
• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

Ein Beginn der Masterarbeit ist ab Mai 2021 möglich. Arbeitsort ist das DLR Göttingen, die Arbeit kann jedoch
auch in Teilen im Homeoffice bearbeitet werden.

Voraussetzungen:

• Studierende der Fachrichtungen Luft- und Raumfahrttechnik, Physik, Maschinenbau o. Ä.
• grundlegende Programmierkenntnisse
• hohe Motivation und eigenständige Arbeitsweise
• gute Englischkenntnisse

Ansprechpartner:

Clemens Schwarz
Tel.: 0551 / 709-2122

E-Mail: Link zum E-Mail Formular (Ansprechpartner auswählen und Titel nennen)