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Experimental Validation of Unsteady Pressure-Sensitive Paint for Acoustic Applications

Gößling, Jan und Ahlefeldt, Thomas und Mumcu, Akif und Hilfer, Michael (2018) Experimental Validation of Unsteady Pressure-Sensitive Paint for Acoustic Applications. In: 5th International Conference on Experimental Fluid Mechanics (17), Seiten 333-338. 5th International Conference on Experimental Fluid Mechanics, ICEFM, 02.-04. Juli 2018, München, Germany. doi: 10.18726/2018_2. ISBN 978-3-943207-32-3.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Offizielle URL: https://athene-forschung.unibw.de/doc/124421/124421.pdf

Kurzfassung

Investigation of acoustic pressures on a surface is traditionally performed using microphones either placed in discrete locations on the surface or with microphone arrays situated around the model. Pressure-Sensitive Paint (PSP) is an optical pressure measurement technique based on a photo-physical phenomenon of luminophores, where when exited with a light with a certain wavelength the luminophores in the paint emit light with longer wavelength, Liu and Sullivan (2005). The intensity of the emitted light is directly related to the oxygen concentration around the luminophores and according to Henrey’s law, the concentration of oxygen in the paint layer is proportional to the partial pressure of oxygen of the gas above the surface. With this, the surface pressure is a function of luminescent intensity of the PSP luminophore. In order to measure acoustic phenomena a pressure sensitive paint designed for unsteady measurements (iPSP) featuring very short response time is used, Hilfer et al. (2017). The iPSP can be coated on many different surfaces regardless of geometry or material offering an advantage for measurements where a placement of a surface microphone is not possible. Furthermore, by using iPSP combined with a high definition camera each pixel in the image is a separate pressure sensor resulting in a high spacial resolution. A new test facility based on the design introduced by Ali et al. (2016) is build which allows evaluations of acoustic pressure distributions with frequencies up to 5 kHz and amplitudes between 0 and 400 Pa (or up to 146 dB). In this work frequencies and amplitudes comparable to the conditions found inside the Aeroacoustic Wind Tunnel (AWT) at Leibniz University of Hannover, Bartelt et al. (2013) are investigated to evaluate the capability of our iPSP system for acoustic measurements. Single mode acoustic excitation is performed to investigate the limits of our system showing a minimal detectable amplitude of 5 Pa (108 dB). Further, acoustic white noise signal was used to excite multiple modes to investigate the capabilities of our system to separate and detect specific modes. For post-processing phase averaging, proper orthogonal decomposition (POD) and dynamic mode decomposition (DMD) are investigated showing a clear advantage of DMD for signal to noise ratio improvement and filtering of noise with specific frequencies such as camera noise. From white noise signal measurements using DMD, modes with amplitude above 5 Pa were identified and spatial distribution extracted.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124320/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:https://athene-orschung.unibw.de/doc/124421/124421.pdf Link für Conference Proceedings
Titel:Experimental Validation of Unsteady Pressure-Sensitive Paint for Acoustic Applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gößling, JanLeibniz Universität Hannover, TFDNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ahlefeldt, Thomasthomas.ahlefeldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2869-2665NICHT SPEZIFIZIERT
Mumcu, AkifLeibniz Universität Hannover, TFDNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hilfer, Michaelmichael.hilfer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2881-7130NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Juli 2018
Erschienen in:5th International Conference on Experimental Fluid Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.18726/2018_2
Seitenbereich:Seiten 333-338
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Kähler, ChristianUniBW MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hain, RainerNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scharnowski, SvenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuchs, ThomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Name der Reihe:Conference Proceedings online
ISBN:978-3-943207-32-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Acoustic PSP, DMD, POD, iPSP
Veranstaltungstitel:5th International Conference on Experimental Fluid Mechanics, ICEFM
Veranstaltungsort:München, Germany
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:02.-04. Juli 2018
Veranstalter :Universität der Bundeswehr München
Institution:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Abteilung:AS-EXV
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:10 Jan 2019 03:17
Letzte Änderung:10 Jan 2019 03:44

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