PDF 8.939kB - Hochschule Ulm

Kapitel 6. Versuchauswertung mittels PIV- Verfahren
Abb. 6.13 zeigt den Verlauf der Abweichung exemplarisch anhand einer Zeile des Bildes.
Erwartungsgemäß nimmt die prozentuale Abweichung mit steigender Anzahl von Bildpaarvergleichen
(y-Achse) ab. Ungefähr ab dem hundertsten Bildpaarvergleich liegt die Abweichung
zum Mittelwert der gesamten Messreihe bei ≤ 5%. Daraus lässt sich schließen, dass
circa 100 Bildpaarvergleiche und eine daraus resultierende Aufnahmedauer von 0,63 s für
eine stabile Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit notwendig sind.
6.3.4 Einfluss der Größe der Analysefelder
Ein weiterer Parameter der direkt die Rechenzeit beeinflusst ist die Größe der Analysefelder
und der daraus resultierenden Anzahl von Messpunkten. Dabei gilt, dass mit steigender Anzahl
von Messpunkten die örtliche Auflösung der Strömung steigt und feinere Strömungsstrukturen
ermittelt werden können. Wie bereits schon festgestellt wurde liegt in diesem
Versuchsaufbau eine tendenziell geradlinige und gleichförmige Bewegung der Luftbläschen
ohne Turbulenzen vor. In Hinblick auf eine geringere Rechenzeit ist daher die Verminderung
der Anzahl von Messpunkten sowie die Auswirkung auf das Versuchsergebnis zu betrachten.
Aus diesem Grund wurde die Versuchsauswertung nochmals mit 176 und 234 anstatt
der vorherigen 1056 Messpunkten durchgeführt 1 . Um die Auswirkung der Anzahl von Messpunkten
auf das Versuchsergebnis darzustellen, wird in Abb. 6.14 der relative Unterschied
des Geschwindigkeitsbetrags der gröberen Auflösungen in Bezug auf die feine Auflösung mit
1056 Messpunkten dargestellt.
Auffällig an beiden Vergleichen ist, dass der relative Unterschied zwischen hoher und niedriger
Auflösung im zentralen Bereich des Bilds bei ≤ 3% liegt, es also kaum einen Unterschied
gibt. Bei einer hohen Dichte von Partikeln, welche im zentralen Bereich des Bildes vorhanden
ist, lässt sich daher die vorhandene Strömungscharakteristik ausreichend mit wenigen Messpunkten
beschreiben. Die Ungenauigkeit der niedrigeren Auflösung zeigt sich überwiegend in
den Randbereichen des Datenfeldes. Durch die Vergrößerung der Analysefelder treten mehr
Störungen durch die geringere Dichte von den Luftbläschen und durch Fehlzuordnungen mit
der Hintergrundströmung auf. Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass die Strömung in
diesem Versuchsaufbau auch mit geringerer Anzahl von Messpunkten ausreichend gut beschrieben
werden kann. Dies setzt aber eine ausreichend große Dichte an Partikeln voraus.
Da dies nur im zentralen Bereich des Bildes gegeben ist, müsste für diese Vereinfachung die
Region of Interest verkleinert werden.
1 Weitere Darstellungen der gemessenen Geschwindigkeiten finden sich im Anhang A.1
Masterarbeit Julian Paar 59