Laborausstattung

Das Strömungsmechanik-Labor verfügt über einen Windkanal offener Bauart, in dem sich Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 35 m/s realisieren lassen. Auftrieb, Widerstand und einwirkendes Moment können gemessen werden. Der Messquerschnitt besitzt Abmessungen von etwa 35 cm x 35 cm. Der Windkanal verfügt über eine Prandtl-Sonde mit hoch genauem Druckaufnehmer. Zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten steht ein Hitzdrahtanemometer zur Verfügung.

Im Labor für Strömungsmechanik wird darüber hinaus ein modernes Particle Imaging Velocimetry (PIV)-Verfahren eingesetzt. Bei der Particle Image Velocimetry (PIV) handelt es sich um ein laserbasiertes Verfahren zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit in Gasen und Flüssigkeiten. Dazu werden dem Fluid Teilchen zugegeben, die ausreichend klein sein müssen, damit sie der Strömung schlupffrei folgen.

Der Laser ist erforderlich, um ein Lichtblatt in der Strömung auszuleuchten. In kurzem zeitlichem Abstand werden die Partikel digital fotografiert. Aus der Verschiebung der Teilchen und dem Abstand der Aufnahmen ergibt sich ein Geschwindigkeitsvektor in der Ebene.

Die Vorteile des Verfahrens liegen insbesondere darin, dass die Messung berührungsfrei und somit ohne Rückwirkung auf die Strömung erfolgt. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu allen Messverfahren, die Sonden einsetzen.

Darüber hinaus werden gleichzeitig zwei Komponenten der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Auch ist es vorteilhaft, dass es sich nicht um eine Punktmessung handelt, sondern Strömungsvektoren auf einer Fläche bestimmt werden können (zum Beispiel 20 cm auf 20 cm).

Im Labor für Strömungsmechanik wird das PIV-Verfahren am Wasserkanal eingesetzt. Dieser ermöglicht Messungen in einem Querschnitt von 10 cm auf 25 cm.

Für Praktika verfügt das Labor für Strömungsmechanik des Weiteren über Prüfstände zur Messung von Druckverlusten in Rohrleitungen mit Einbauten in Abhängigkeit der Reynolds-Zahl und zur Bestimmung von Pumpenkennlinien.

Das Labor verbindet theoretische und numerische Untersuchungen der Strömungsmechanik. Für numerische Arbeiten (Computational Fluid Dynamics, CFD) steht ein Mehrkern-Linux-Rechner zur Verfügung.

Genutzt werden die kommerzielle Software ANSYS Fluent (Hochschul- und Forschungslizenzen) sowie das unter GNU/GPL-Lizenz stehende, freie OpenFOAM.

Die Mitarbeiter verfügen über umfassende Erfahrung mit beiden Werkzeugen.