Weiterentwicklung und Anwendung der BOS-Messtechnik zur Dichtebestimmung der Expansionsströmung einer Mikrodüse

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung einer expandierenden Strömung in ein Vakuum mit Hilfe der Background Oriented Schlieren (BOS)-Technik. Aufgrund der Größe der verwendeten Düse erfolgt eine Anpassung der BOS-Technik auf Messfelder von wenigen Zentimetern. Dazu werden bei den bestehenden Auswertealgorithmen die Anpassfunktionen zur Bestimmung der Position des Maximums in der Korrelationsfunktion den Anforderungen, die aus dem modifizierten experimentellen Aufbau resultieren, angeglichen. Neben den bestehenden Verfahren werden neue Ansätze vorgestellt. Anhand von simulierten und experimentellen Daten werden die verschiedenen Algorithmen verglichen. Nach der Wahl eines geeigneten Verfahrens zur Berechnung der Verschiebungsvektoren werden mit Hilfe der gefilterten Rückprojektion dreidimensionale Dichtefelder rekonstruiert und mit Ergebnissen numerischer Simulationen verglichen.