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A method for optical measurements of film height distributions in transparent media

Lenk, Sebastian und Westhoff, Andreas und Wagner, Claus (2013) A method for optical measurements of film height distributions in transparent media. In: New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics VIII Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design, 121. Springer Verlag, Heidelberg New York Dordrecht London. Seiten 673-680. doi: 10.1007/978-3-642-35680-3_80. ISBN 978-3-642-35679-7. ISSN 1612-2909.

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Offizielle URL: http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-35680-3_80

Kurzfassung

As light passes the interface between two media with different densities, the light will be refracted which leads to an optical beam displacement. In this paper we present a simple optical and non-invasive measurement technique and a reconstructing algorithm needed to determine the height distribution of a transparent medium. The local height of one medium is reconstructed using Snell’s law after measuring the beam displacement. Thereto, the optical displacement on a two dimensional background plane is obtained by using background oriented schlieren and spatial cross-correlation with reference imaging. Moreover, to rebuilt the three dimensional height distribution from the image plane, a camera calibration is required. As long as the interface between the two media is plan-parallel to the background plane, the presented method provides a unique solution with only one camera. In this paper we show that this simple reconstruction algorithm can also be used for reconstructing weakly curved interfaces as well. We also present results of measurement of water droplets on a planar surface, using this algorithm. Furthermore, we discuss the errors, which result from the non plan-parallelity of the interface and show that for strongly curved interfaces the method must be advanced by using spatial displacement gradients or multiple cameras, which allows to reconstruct curvy interfaces more accurately.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/81563/
Dokumentart:Beitrag im Sammelband
Zusätzliche Informationen:Online ISBN: 978-3-642-35680-3
Titel:A method for optical measurements of film height distributions in transparent media
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lenk, SebastianSebastian.Lenk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Westhoff, AndreasAndreas.Westhoff (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-7242-2970NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics VIII
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:121
DOI:10.1007/978-3-642-35680-3_80
Seitenbereich:Seiten 673-680
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Dillmann, AndreasDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heller, GerdAirbus Deutschland, Bremen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kreplin, Hans-PeterDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nitsche, WolfgangTU Berlin, Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peltzer, InkenBeechcraft Berlin aviation GmbH, Schönefeld, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Verlag, Heidelberg New York Dordrecht London
Name der Reihe:Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design
ISSN:1612-2909
ISBN:978-3-642-35679-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:optical measurement method, film height distributions, transparent media, light refraction, Snell, correlation
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Projekt Next Generation Train (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Fluidsysteme
Hinterlegt von: Lenk, Sebastian
Hinterlegt am:30 Apr 2013 14:00
Letzte Änderung:28 Mär 2023 23:41

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