elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

An Inverse Approach for Reconstruction of Local Scalar Fields in Turbulent Flows from Line-of-Sight Measurements

Soworka, Thomas und Behrendt, Thomas und Janus, Bertram und Dreizler, Andreas (2025) An Inverse Approach for Reconstruction of Local Scalar Fields in Turbulent Flows from Line-of-Sight Measurements. Computational Thermal Sciences, 18 (3), Seiten 1-17. Begell House. doi: 10.1615/ComputThermalScien.2025059531. ISSN 1940-2503.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Postprintversion (akzeptierte Manuskriptversion)
1MB

Offizielle URL: https://dl.begellhouse.com/journals/648192910890cd0e.html

Kurzfassung

Turbulent flows pose some significant challenges for line-of-sight (LOS) measurement techniques, like two-color radiation thermography or line-of-sight absorption spectroscopy. The desired local scalar properties often have a non-linear dependence on the path-averaged measured signal and sophisticated reconstruction techniques are required. In the case of turbulent flows, a time-averaged axisymmetric flame shape can often be assumed. However, due to the non-linear dependency, deconvolution with state-of-the-art techniques leads to a significant overestimation of the desired scalar. Motivated by this, we describe an inverse method based on a Monte Carlo simulation for the tomographic reconstruction of statistical properties in turbulent flows. The method optimizes a statistical model that mimics the stochastic nature of the turbulent flow field by estimating the local scalar distributions and an integral length scale, which is used for spatial correlations of the scalar properties and to generate intensity distributions in LOS direction. The performance of the method is demonstrated on a numerical two-color radiation thermography test case, which is based on a large-eddy simulation (LES) of a hydrogen burner. The mean temperature is reconstructed with reasonable accuracy, with a maximum deviation of 10% observed in a small annular volume. This represents an improvement in accuracy in comparison to current deconvolution techniques. Furthermore, the method provides an estimate of the standard deviation of temperature and an integral length scale, which are valuable additional information. Possibilities to improve the accuracy of this method are presented and its limitations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214462/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An Inverse Approach for Reconstruction of Local Scalar Fields in Turbulent Flows from Line-of-Sight Measurements
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Soworka, ThomasThomas.Soworka (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0005-8443-8847NICHT SPEZIFIZIERT
Behrendt, ThomasThomas.Behrendt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4154-3277NICHT SPEZIFIZIERT
Janus, BertramBertram.Janus (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dreizler, AndreasTechnical University of Darmstadt, Department of Mechanical Engineering, Reactive Flows and DiagnosticsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:Computational Thermal Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:18
DOI:10.1615/ComputThermalScien.2025059531
Seitenbereich:Seiten 1-17
Verlag:Begell House
ISSN:1940-2503
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Inverse problems and parameter estimation, Turbulent flows, Aerospace applications, Combustion, Infrared radiation, Non-intrusive diagnostics, Two-color radiation thermography
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Komponenten und Emissionen, L - Triebwerkskonzepte und -integration, E - Verbrennungs- und Kraftwerkssysteme
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Brennkammer
Hinterlegt von: Soworka, Thomas
Hinterlegt am:21 Aug 2026 13:00
Letzte Änderung:21 Aug 2026 13:00

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.