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PivNet 2 - a European collaboration on development, quality assessment, and standardization of particle image velocimetry for industrial applications

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Zusammenarbeit bei der Analyse von Teilchen in Strömungen

Die Analyse des Strömungsfelds ist ein wichtiger Ansatz mit Anwendungen im Bereich der Luft- und Raumfahrt, der Motorenindustrie sowie der Medizin. Im Rahmen eines europäischen Projekts erfolgte die Bündelung der Forschungsbemühungen verschiedener wichtiger Vertreter in diesem Bereich, um den Forschungserfolg durch die Ermutigung zum Informationsaustausch und zur Weitergabe von Informationen zu maximieren.

Industrielle Technologien

Die Particle Image Velocimetry (PIV) ist ein wichtiges Verfahren in der modernen Forschung im Bereich der Luftfahrt. Mit diesem Verfahren ist die Messung der Geschwindigkeit über der Zeit von kleinen Tracerteilchen, die in einem Strömungsfeld platziert werden, durchführbar. Mithilfe spezieller Software ist die Überführung dieser Daten in eine Abbildung möglich, anhand der anschließend eine Analyse der Strömung durchführbar ist. Im Bereich der Aerodynamik wurde die PIV bereits auf eine Vielzahl von Problemen aus der Strömungsmechanik angewendet, beispielsweise bei der Untersuchung des Strömungsverlaufs über einen Flugzeugflügel in einem Windkanal. Indem eine Modifizierung des Aufbaus von industriell genutzten Windkanälen stattfand, hat dieses Verfahren diesbezüglich bereits zu konstruktiven Verbesserungen von Flugzeugen beigetragen. Ziel des EU-finanzierten Projekts Pivnet2 war, den Einsatzbereich des PIV-Verfahrens durch eine Förderung des Informationsaustauschs zwischen Forschungslaboren und durch die Erzeugung von Synergien zwischen den Partnern des Netzwerks zu erweitern. Die Absicht war, hiermit auch komplexere und äußerst wichtige offene Forschungsfragen wie die Vereisung und die Bildung von Wirbelschleppen hinter Flugzeugen zu lösen. Nachlaufwirbel beispielsweise entstehen durch verschiedene Luftströmungen über die obere und untere Oberfläche eines Flugzeugflügels und können eine Länge von mehreren Kilometern haben. Diese können insbesondere für kleinere Flugzeuge, die sich hinter einem größeren befinden, gefährlich sein. Forschungsbereiche, in denen es noch eine Vielzahl an technologischen Herausforderungen gibt, umfassen Zweiphasenströmungen mit Teilchen unterschiedlicher Größe, die Hintergrundstrahlung in Flammen und die Wandreflexion. Alle diese Bereiche erfordern komplexe Forschungsbemühungen, die nicht in jeder Einrichtung durchgeführt werden können. Aufgrund finanzieller und zeitlicher Beschränkungen ist es wichtig, dass die Forscher ihre Arbeiten mit denen anderer Einrichtungen vergleichen können, um Doppelarbeit zu vermeiden und um sicherzustellen, dass ihre Forschungsarbeit an der Spitze der technologischen Entwicklung steht. Die Forscher des Projekts haben einen Bericht mit Forschungsergebnissen veröffentlicht, in denen sie in einer Reihe von Anwendungsbereichen basierend auf dem Pivnet2-Workshop Details zu PIV-Verfahren bekannt geben. Zudem wurden von den erfahrenen Wissenschaftlern Interviews zu speziellen Anwendungen durchgeführt. Fortschritte bei der Forschung mit der PIV können nicht nur im Bereich der Luftfahrt Anwendung finden, sondern auch in der Fahrzeugindustrie, im Bereich der Turbomaschinen, bei Untersuchungen des Verbrennungsprozesses oder sogar der Analyse von Strömungen innerhalb prothetischer Herzklappen. Viele europäische technologische Forschungsbereiche könnten also von diesem wertvollen Fachbuch profitieren.

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