Velocimetrie bei seltener Strömung

Hochgeschwindigkeitsströmungen, wie Überschall- und Hyperschallströmungen, sind für die Luft- und Raumfahrttechnik und die Validierung von Strömungsdynamikprogrammen von entscheidender Bedeutung. In dieser Arbeit werden die Geschwindigkeiten von Strömungen, die in einer Expansionskammer erzeugt werden, mit drei Techniken charakterisiert: einer intrusiven, dem Rapid Ionisation Detector, und zwei optischen, Schlieren und einer modifizierten Schlierenmethode in Kombination mit molekularer Jodabsorption.Mit dem Rapid Ionisation Detector konnten Strömungen mit einem Druck von 10^-6 mbar und Geschwindigkeiten von 21 bis 726 m/s untersucht werden. Mit der Charakteristiken-Methode wurden Strömungen mit Mindesttemperaturen von 29 K und Mach-Zahlen von bis zu 12 erhalten. Mit der Schlieren-Velocimetrie konnten Strömungen in Hohlräumen von bis zu 200 mbar, mit Geschwindigkeiten von 5,2 bis 66,5 m/s, Temperaturen von 297,6 bis 300 K und einer maximalen Mach-Zahl von 0,2 sichtbar gemacht werden.Die modifizierte Schlieren-Methode ermöglichte die Visualisierung von Strömungen bei Drücken bis zu 15 mbar, eine Größenordnung niedriger als bei der konventionellen Methode, mit Geschwindigkeiten von 92 bis 190 m/s, Temperaturen von 280,1 bis 295,3 K und einer maximalen Mach-Zahl von 0,6.

Autorentext

Danilo est chercheur à l'école polytechnique de l'USP et possède une expérience dans le domaine de la combustion et de la propulsion. Il a été professeur dans la marine brésilienne et assistant de recherche à l'IEAv du DCTA. Il est titulaire d'un doctorat en ingénierie et technologie spatiales de l'INPE, d'un master en sciences et technologies spatiales de l'ITA et d'un diplôme en physique de l'UNESP.