Strömungsoptimierung eines VIS-Photometers für die Integration in ein AUV

Abstract

In dieser Arbeit wird die Strömungsoptimierung eines Photometers für die Integration in ein AUV beschrieben. Der Hauptfokus lag auf der Verbesserung der Strömungsbedingungen im optischen Pfad zur Minimierung der Wahrscheinlichkeit von störenden Partikelablagerungen. Sekundär wurde der Strömungswiderstand minimiert. Die Strömungsbedingungen wurden mit mehrere Bauteilen optimiert. Die Bereiche vor den optischen Fenstern des Sensors wurden dabei besonders berücksichtigt, um Beschädigungen der Fenster zu vermeiden. Zur Strö- mungsoptimierung wurde eine Computional-Fluid-Dynamics-Software eingesetzt und mit dieser qualitativ als auch iterativ eine Geometrie gefunden, die den Anforderungen entspricht. Die dabei getesten und genutzten Effekte und Maßnahmen umfassen den Venturi-Effekt, die Verrundung von Körpern und den Einsatz von Leitschaufeln, Krümmern und widerstandsvermindernden Geometrien. In der finalen Version konnten nicht alle Probleme komplett beseitigt werden, dennoch wurde eine deutliche Verbesserung der Strömungsbedingungen im optischen Pfad erreicht. Die Widerstandsreduzierung hat eine kleine Verminderung der Strömungswiderstandskräfte bewirkt, sie ließe sich jedoch weiter verbessern. Das Ergebnis dieser Arbeit kann nach einer Festigkeitsberechnung und montagefreundlicheren Anpassungen für die Integration in das AUV genutzt werden.