PROF. DR.-ING. ALEXANDRA JÖRDENING Hochschule Augsburg Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik Tel. +49 821 5586-3215 alexandra.joerdening@hs-augsburg.de stehenden Fertigungseinrichtungen hergestellt werden können. Abbildung 1 zeigt die fertige Konstruktion, die den Einbau verschiedener Zylindergrössen, eine variable Distanz zwischen Zylinder und Platte und Flexibilität in der Lagerung der Platte gewährleistet. Durch die Variabilität des Zylinderdurchmessers können verschiedene Wirbel- bzw. Anregungsfrequenzen der Platte erzeugt werden, die flexible Gestaltung der Lagerung erlaubt die Untersuchung elastischer und sehr steifer Profilkörper. Für die messtechnische Erfassung instationärer, dreidimensionaler Strömungsstrukturen – wie im Fall des Zylindernachlaufs und der sich ausbildenden Plattenumströmung – ist der Einsatz hochauflösender Messtechnologien erforderlich. Die Projektgruppe testete dazu zwei optische Messsysteme der Firma Dantec Dynamics. Bei den Messsystemen handelt es sich um ein Particle-Image Velocity- (PIV) und ein Laser-Doppler-Anemometrie- (LDA) System. Den Einbau des ersten Systems im Windkanal der Hochschule und die damit erzielten Messresultate zeigt Abbildung 2. DAS PIV-System liefert ein Echtzeit-Geschwindigkeitsfeld in einer Schnittebene des umströmten Plattenraumes. Die Verteilung der zweidimensionalen Geschwindigkeitsvektoren wird durch die Messung der Geschwindigkeit kleinster, dem Luftstrom folgender Partikel generiert. Ein aufgeweiteter Laserstrahl beleuchtet die Partikel in der Messebene pulsierend. Mittels moderner CCD-Kameras wird die Lichtreflektion der Partikel aufgenommen und digital weiterverarbeitet.
Die Resultate der PIV-Messungen können zur unmittelbaren Validierung numerischer Berechnungsansätze herangezogen werden. Das Projekt zur Untersuchung der FSI an einer schwingenden Platte wird im Wintersemester 2015/16 fortgeführt. Der Fokus wird sich dann auf die strukturmechanische Untersuchung des Profils im Experiment und im numerischen Modell richten. Damit wäre dann die komplette FSI an dem umströmten Objekt abgebildet. Am Ende dieser Forschungsarbeiten soll ein Verfahren stehen, welches die vollständige Beschreibung – numerisch wie experimentell – der Dynamik einer umströmten Struktur zulässt. Auf Basis eines solchen Verfahrens könnten dann bereits in einer frühen Projektphase Aussagen gemacht werden zu gekoppelten Fluid-Struktur Phänomenen, wie z.B. Flattern, zwangserregten Schwingungen oder dem zu erwartenden akustischen Abstrahlverhalten. <
LITERATUR 01 Echtler, W.; Häusler, A.; Richter, R.; Rieder, M.: Test Bed for Fluid-Structure Interaction. Group project Summer Term 2015, Augsburg University of Applied Sciences. 02 M. Czapp: PIV an der HS Augsburg. Firmenpräsentation. Dantec Dynamics, Ulm.
Fachgebiete •• Strömungsmechanik •• Strömungsmaschinen •• Computational Fluid Dynamics
PROF. DR.-ING. MATTHIAS SCHLÄGEL Hochschule Augsburg Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik Tel. +49 821 5586-3193 matthias.schlaegel@hs-augsburg.de Forschungsgebiete •• Numerische Simulation (FEM, FSI) •• Thermomechanische •• Materialcharakterisierung und -modellierung •• Stabilität und Festigkeit von tiefgetauchten Strukturen
gP FORSCHUNG 2015 | INGENIEURWISSENSCHAFTEN
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