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Single Pulse Broadband Nitrogen CARS Measurements on a High Enthalpy, Hypersonic Flow Field at Temperatures up to 5800 K

Fischer, M. und Magens, E. und Müller, M. und Koch, U. und Esser, B. und Gülhan, A. (2010) Single Pulse Broadband Nitrogen CARS Measurements on a High Enthalpy, Hypersonic Flow Field at Temperatures up to 5800 K. In: Book of abstracts ECONOS 2010, 2010. Jacobs University. 9th European Conference on Nonlinear Optical Spectroscopy (ECONOS) / 29th European CARS workshop, 21.-23.06.2010, Bremen.

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Kurzfassung

Single pulse broadband Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) was used to measure the thermal non-equilibrium flow properties in the high enthalpy hypersonic flow field (11.8 MJ/kg, 5800 K) of the arc heated facility L3K in Cologne. Nitrogen CARS was applied in the free stream flow at 64 mbar and in the vicinity front of a probe body at app. 1 bar. At both conditions a distinct thermodynamic non-equilibrium was found, but vice versa for both positions. In the free stream the vibrational temperature was about 920 K higher than the rotational temperature, which should be in equilibrium with the translational movement within a few collisions. Downstream the shock front (e.g. between shock and body) a rotational temperature exceeded the vibrational temperature by about 1100 K. The CARS measurements on nitrogen were chosen because of the high thermal stability of molecular nitrogen, resulting in a mass fraction of still 76 %. Additionally, the spectral simulation of nitrogen CARS spectra is well developed. The aim of this study was to test the feasibility to perform time resolved CARS temperature measurements on nitrogen which is the main molecular component of the flow. Details of the experimental set up and results are presented.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Single Pulse Broadband Nitrogen CARS Measurements on a High Enthalpy, Hypersonic Flow Field at Temperatures up to 5800 K
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Fischer, M.DLR-AT, Michael.Fischer@dlr.de
Magens, E.DLR-AT
Müller, M.DLR-AT
Koch, U.DLR-AS-HY
Esser, B.DLR-AS-HY
Gülhan, A.DLR-AS-HY
Datum:21 Juni 2010
Erschienen in:Book of abstracts ECONOS 2010
Band:2010
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Prof. Materny , ArnulfJacobs University
Verlag:Jacobs University
Name der Reihe:Book of abstracts ECONOS
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CARS thermometry, thermal non-equilibrium, high enthalpy hypersonic flow field, vibrational temperature, rotational temperature, temperature measurement, arc heated facility
Veranstaltungstitel:9th European Conference on Nonlinear Optical Spectroscopy (ECONOS) / 29th European CARS workshop
Veranstaltungsort:Bremen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:21.-23.06.2010
Veranstalter :Jacobs University
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W RP - Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Grundlagen Raumtransport - Innovativer Thermalschutz (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Dr.rer.nat. Michael Fischer
Hinterlegt am:20 Dez 2010 10:00
Letzte Änderung:20 Dez 2010 10:00

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