Bildgebung
Die Gruppe Bildgebung entwickelt räumlich aufgelöste optische Messtechniken, um Energie- und Materialprozesse besser zu verstehen. Der Schwerpunkt liegt auf bildgebenden Verfahren, d. h. solchen, die zweidimensionale Daten liefern – beispielsweise Bilder der Temperatur in einem Reaktor, des Strömungsfeldes in einem Motor oder der Dicke eines Ölfilms bei Gleitreibung.
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Häufig müssen die Messungen auch zeitaufgelöst sein, da sich das Untersuchungsobjekt schnell und ständig verändert. Turbulente Strömungen, Tröpfchen in einem Sprühnebel oder kollabierende Dampfblasen bei Kavitation sind Beispiele aus der Anwendungspraxis. Daher ist es ein wichtiges Ziel, sofortige Bildgebungsmessungen relevanter Größen zu ermöglichen, idealerweise mit hohen Bildraten. Wie die obigen Beispiele zeigen, stehen Mehrphasenströmungen im Mittelpunkt, insbesondere Phasenübergänge, Vermischungen und Reaktionen. Die optische Bildgebung kann diese Prozesse in Echtzeit in Nanosekunden mit über 100.000 Bildern pro Sekunde und mit einer Auflösung im Mikrometerbereich visualisieren und die Messwerte quantifizieren.
Die Gruppe Bildgebung betreut studentische Abschlussarbeiten (Bachelor/Master) in verschiedenen Phasen der Entwicklung und Anwendung von Messtechniken – vom Testen einer neuen Kamera auf dem Labortisch bis hin zu Messungen in Nanopartikelreaktoren. Auch Abschlussarbeiten mit Industriepartnern sind möglich. Der Gruppenleiter, Prof. Sebastian Kaiser, bietet Vorlesungen, Übungen und Labore zu Energieumwandlungsmaschinen wie Kolbenkompressoren, Kolbenpumpen und Verbrennungsmotoren sowie zu optischen Messtechniken und ihren physikalisch-technischen Grundlagen an.
Forschungsthemen
Bildgebung von Kavitation und Kavitationsschäden
Zyklische Schwankungen in wasserstoffbetriebenen Motoren
Partikeldynamik bei der Heteroaggregation von Aerosolen
Versuchsanlagen
Schnell, empfindlich, quantitativ: wissenschaftliche Kameras
Optisch zugängliche Einzylindermotoren
Standardisierte Brenner für Experimente und Simulationen
Methoden
Tracer-basierte laserinduzierte Fluoreszenz (LIF)
Strömungsvisualisierung mit Particle Image Velocimetry (PIV)