LIFSim 4.0 Software
LIFSim 4.0 ist eine hochentwickelte Software, die von unserem Lehrstuhl an der Universität Duisburg-Essen entwickelt und gepflegt wird. Dieses innovative Tool dient zur Simulation und Anpassung von Laser-induzierten Fluoreszenz (LIF)-Mehrfachspektren in reaktiven Medien wie Flammen oder Gasphasensyntheseprozessen. Durch detaillierte Simulationen der Absorption, LIF-Anregung und LIF-Emissionsspektren für Moleküle wie NO, SiO, OH und O2 unterstützt LIFSim 4.0 Forscher bei der Messung von Konzentrations- und Temperaturfeldern und liefert wichtige Erkenntnisse über die Verteilung von Reaktionszwischenprodukten und Temperaturfeldern.
Der modulare Aufbau der Software ermöglicht eine umfassende Anpassung und Erweiterung, sodass Benutzer bei Bedarf zusätzliche Spezies hinzufügen können. LIFSim 4.0 berechnet Linienpositionen, Linienverbreiterung und Stoßlöschungseffekte auf der Grundlage spektroskopischer Daten aus der Literatur und gewährleistet so genaue und zuverlässige Simulationen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Ableitung von Detektionsschemata, die selbst unter wechselnden Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Druck und Badgaszusammensetzung eine hohe Selektivität und quantitative Informationen bieten.
Abb. 1: Temperaturfeld der vorgemischten laminaren H2/O2-Flamme
LIFSim 4.0 enthält außerdem leistungsstarke Spektralanalyse-Tools, die die Untersuchung und Auswertung empfindlicher Spektralbereiche erleichtern. Diese Tools sind besonders nützlich, um Temperaturinformationen aus Multi-Line-LIF-Messungen abzuleiten. Die Bibliothek der Software verfügt über optimierte Anpassungsfunktionen, die die Nachbearbeitung von LIF-Bildern, die bei verschiedenen Anregungswellenlängen aufgenommen wurden, verbessern und beschleunigen. Dies ermöglicht eine präzise Temperaturbildgebung und eine effektive Trennung des Ziel-LIF-Signals von Hintergrundstörungen wie Breitbandfluoreszenz oder Streuung.
Zusätzlich zu seinen robusten Simulationsfunktionen ist LIFSim 4.0 als Open-Source-Software auf GitHub unter der AGPL-3.0-Lizenz verfügbar. Diese Offenheit fördert die Zusammenarbeit und kontinuierliche Verbesserung durch die Diagnostik-Community. Die Software unterstützt paralleles Rechnen und ermöglicht so die gleichzeitige Verarbeitung von Spektren aus verschiedenen Pixelpositionen, wodurch die Rechenzeit erheblich reduziert wird.
LIFSim 4.0 wurde mit dem Ziel entwickelt, der Diagnostik-Community ein vielseitiges und zuverlässiges Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das die fortgeschrittene Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der laserinduzierten Fluoreszenz erleichtert. Indem dieses leistungsstarke Werkzeug einem breiteren Publikum zugänglich gemacht wird, möchte unser Lehrstuhl ein Umfeld der Zusammenarbeit fördern, das Innovation und Exzellenz in der spektroskopischen Diagnostik vorantreibt.