Analytische Modellierung der spektralen Verteilung der Rayleigh-Streuung zur Verringerung der Messunsicherheit bei der Bestimmung von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit

Abstract

Die Messung von Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldern spielt eine wichtige Rolle in der Energie- und Verfahrenstechnik, beispielsweise um den Wirkungsgrad von Kraftwerken zu steigern. Mit optischen Verfahren können hochaufgelöste Messungen von Strömungen vorgenommen werden, aber üblicherweise sind Partikel für die Lichtstreuung einzubringen. In diesem Beitrag wird eine neuartige Methode vorgestellt, die keinerlei Streupartikel benötigt und eine gleichzeitige flächige Messung von Druck, Temperatur und Geschwindigkeit erlaubt. Die Methode basiert auf der spektralen Auswertung von gefilterter Rayleigh-Streuung. Die Reduzierung der Messunsicherheit mittels einer analytischen Modellfunktion und der Methode der kleinsten Fehlerquadrate wird dargelegt.