Der große Hydrodynamik- und Kavitationstunnel HYKAT der HSVA (Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt) erlaubt den Einbau ganzer Schiffsmodelle von bis zu 11 m Länge in der Messstrecke und ermöglicht somit die Untersuchung des Schiffspropellers inklusive aller Wechselwirkungen im realistischen, dreidimensionalen Nachstromfeld des Modells selbst. Mit dem bei der HSVA seit 1996 eingesetzten High-Speed-Video-System (HSV-System) zur Kavitationsbeobachtung können zeitgleich und absolut synchron mit der High-Speed-Video-Aufzeichnung die Momentandrücke an bis zu 32 Orten auf der Modelloberfläche gemessen werden. Dies erlaubt eine Zuordnung der Außenhautdruckspitzen zu den Besonderheiten des momentanen Kavitationsgeschehens. Im Falle kritischer Druckspitzen gibt diese Zuordnung dem Propellerentwerfer wertvolle Hinweise zur Entwicklung von Abhilfemaßnahmen. Kern des Systems sind eine HSV-Kamera, der sogenannte Imager, sowie der dazugehörige Videoprozessor von KODAK. In der Aufzeichnungsphase wird der Videoprozessor auf Knopfdruck durch einen Taktgenerator mit genau 8192 Impulsen von 4,5 kHz Taktfrequenz getriggert. Über knapp zwei Sekunden hinweg werden die vom Imager aufgezeichneten Videobilder im Videoprozessor zwischengespeichert. Die gleichen Impulse triggern auch den in einem PC eingebauten Analog-Digital-Wandler, der die an der Modellaußenhaut über dem Propeller gemessenen Momentandrücke binär speichert. Bei der im HYKAT üblichen Modellpropellerdrehzahl von ca. 25 Umdrehungen pro Sekunde reicht dieser Zeitraum zur Aufzeichnung von knapp 46 Umdrehungen aus, wobei Videobilder und Druckwerte mit einer Auflösung von 180 Stützstellen pro Umdrehung erfaßt werden. In der Bearbeitungsphase wird Bild für Bild wird per Software aufbereitet, indem grafische Elemente hinzugefügt werden, die die momentane Propellerorientierung, den zugehörigen Außenhautdruck sowie die zeitliche Entwicklung dieses Druckes anzeigen. An einem Beispiel wird gezeigt, wie bei einem Containerschiffmodell die Wirksamkeit von sogenannten Vortex Generator Fins zur Verringerung von propellererregten Druckschwankungen aufgezeigt werden konnte. High-Speed-Video-Beobachtungen stellen eine sinnvolle Ergänzung der herkömmliche Stroboskoplichtbeobachtung dar; die Brillanz der konventionell gewonnenen Bilder ist wegen der extrem kurzen Blitzdauer unübertroffen.


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    Titel :

    Kavitationsbeobachtungen mit Höchstgeschwindigkeit


    Beteiligte:
    Johannsen, C. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2001


    Format / Umfang :

    3 Seiten, 4 Bilder, 1 Quelle



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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