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Laserspektroskopische Temperaturmessung im Düsenreservoir des Stoßwellenkanals HELM

Experimentelle Studien- /Bachelor- /Projekt- /Masterarbeit

Abbildung: LIGS-Messaufbau

Abbildung: LIGS-Messsignal

Mit dem kolbengetriebenen Stoßwellenkanal HELM (High- Enthalpy- Laboratory- Munich) verfügt das Institut für Thermodynamik (LRT10) der Universität der Bundeswehr München (UniBwM) über eine moderne Versuchsanlage hoher Leistungsdichte (~25MJ/kg) zur Erzeugung von Hochgeschwindigkeits- bzw. Hyperschall-Strömungen unter Labor-Bedingungen.
Bei extremen Versuchsbedingungen von Drücken > 1000 bar treten kurzzeitige Gastemperaturen von weit über 1000 K auf, welche im Experiment sehr schwierig zu messen sind, für den Vergleich mit numerischen Simulationen jedoch benötigt werden, um die Randbedingungen expandierender Düsenströmungen zu bestimmen. Ein Schwerpunkt der aktuellen Arbeit liegt daher auf der direkten Messung der Gastemperatur mit der Laser-induzierten Gitterspektroskopie (LIGS) – einem vielversprechenden Verfahren zur Erfassung des Realgaszustandes auch unter harschen Bedingungen.

Im Rahmen dieser Arbeit ist das bereits am Düsenreservoir des Stoßwellenkanals aufgebaute und, bisher bei niedrigen Drücken < 100 bar, erfolgreich eingesetzte Messverfahren nun auf einen hö-heren Druckbereich von 100 – 500 bar anzuwenden. Bei hohen Temperaturen wird die Signalqualität durch steigendes Rauschen zusehends beeinträchtigt, während höhere Drücke sich positiv auf die SNR auswirken. Eine Herausforderung dabei ist die Wahl des geeigneten Zeitpunktes für die diskrete Messung der Gastemperatur hinter dem einfallenden und reflektierten Verdichtungsstoß. Die Signale werden mit einem bestehenden MATLAB-Programm ausgewertet und mit der Theorie verglichen. Messaufbau und Signalauswertung sollen gemeinsam weiterentwickelt werden.

Teilaspekte der Arbeit:

- Einarbeitung in die Theorie / LIGS-Messtechnik

- Durchführung von Versuchen am Stoßwellenkanal HELM

- Weiterentwicklung / Optimierung des LIGS-Messaufbaus

- Weiterentwicklung der MATLAB-Auswerteroutine

Voraussetzungen:

- Generelles Interesse an Hochtemperatur-Gasdynamik

- Motivation und engagierte Arbeitsweise

- Spaß an experimenteller Versuchstechnik in Werkstatt / Labor

- Interesse an optischen Methoden / Laser-Messtechnik

- Motivation zur Arbeit mit MATLAB


 

Wir legen Wert auf individuelle Betreuung, so dass die Arbeit in enger Abstimmung mit dem Doktoranden erfolgt. Interessenten sind herzlich dazu eingeladen, sich ein Bild der Versuchsanlage sowie der derzeit laufenden Arbeiten zu machen und mich direkt zu kontaktieren:

 

Prof. Dr.-Ing. Christian Mundt
Geb. 33 / 3418
Tel.: +49 (0)89 - 6004 / 2076
E-Mail: christian.mundt@unibw.de
M.Sc. Claudio Selcan
Geb. 33 / 3420
Tel.: +49 (0)89 - 6004 / 2632
E-Mail: claudio.selcan@unibw.de

 

Externe Studenten

Nach Absprache können Arbeiten auch an Studenten anderer Universitäten und Hochschulen als der UniBW vergeben werden - Sie sind jederzeit dazu eingeladen, uns daraufhin anzusprechen und Ihr Interesse zu bekunden.

International Students

Within the scope of our research environment - with a focus on experimental test facilities and optical measurement techniques -, international students are always welcome to conduct their project- or graduation thesis in our laboratory.