Contact

Dr. Sven Eckert
Head Magnetohydrodynamics
s.eckertAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2132, 3563
Fax: 12132, 2007

Vorschläge für Belege/Diplomarbeiten


Lokale Strömungsmessung in flüssigen Metallen mittels Ultraschall-Doppler Verfahren

Die Bereitstellung zuverlässiger Messtechnik zur Charakterisierung lokaler Strömungsparameter in Flüssigmetallen stellt eine große Herausforderung dar. Die in der Strömungsmechanik weit verbreiteten optischen Messverfahren, wie z.B. die Laser-Doppler Anemometrie (LDA), scheiden schon von vornherein aufgrund der Nichttransparenz flüssiger Metalle aus. Widrige Umgebungsbedingungen wie hohe Temperaturen oder Drücke bzw. die chemische Reaktivität des Fluids erschweren den Einsatz zuverlässiger und langlebiger Sensoren. Nicht zuletzt durch intensive Entwicklungsarbeiten am HZDR während der letzten Jahre ist das Ultraschall-Doppler Verfahren (UDV) inzwischen als geeignete Messtechnik zur Bestimmung von Geschwindigkeiten in metallischen Schmelzen im Temperaturbereich bis 700°C anerkannt. Analog zur LDA ist das UDV auch eine indirekte Messmethode, welche auf den Doppler-Effekt beruht. Das Messprinzip setzt das Vorhandensein von Streuteilchen im Fluid voraus, von denen erwartet wird, dass diese der Strömung schlupflos folgen. Die im Vergleich zu den optischen Verfahren deutlich größere Wellenlänge bewirkt eine geringere Ortsauflösung. Ein wesentlicher Vorteil besteht neben der Einsatzmöglichkeit in nichttransparenten Fluiden in der Messung von linearen Strömungsprofilen in Echtzeit. Dies ermöglicht direkte Aussagen zur Raum-Zeit-Struktur eines Strömungsfeldes. Am HZDR laufen Arbeiten zu einer Qualifizierung des Verfahrens hinsichtlich der Messung mehrdimensionaler Geschwindigkeitsfelder und der Auswertung turbulenter Schwankungen. In diesem Zusammenhang ist der Einsatz neuer Hardwarekomponenten oder Auswerteverfahren vorgesehen. Die speziell zu formulierenden Aufgabenstellungen können die Erarbeitung und Programmierung neuer Algorithmen zur Datenbearbeitung (z.B. Turbulenzanalyse), Vergleichsmessungen mit LDA oder PIV in transparenten Strömungen bzw. Geschwindigkeitsmessungen mittels UDV zur Charakterisierung von Strömungsphänomenen in metallischen Schmelzen unter Magnetfeldeinfluss umfassen.
Entsprechend des Umfanges des Arbeitsgebietes sind Aufgabenstellungen mit unterschiedlicher Schwerpunktsetzung denkbar, die je nach Interessenlage gemeinsam mit dem Studenten formuliert werden können.
Dieses Angebot richtet sich vorrangig an Studenten der Fachbereiche Strömungsmechanik und Physik.
Ansprechpartner: Dr. Sven Eckert, Tel: 0351-260 2132, S.Eckert@hzdr.de

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