Digital holographic velocity measurement by means of cross-correlation and particle tracking (DHPIV)

Verschiedene optische Messmethoden werden bei der Untersuchung komplexer Strömungsphänomene eingesetzt. Die Digitale Holographische Particle Image Velocimetry (DHPIV) ermöglicht neuerdings eine zeitaufgelöste volumetrische Bestimmung aller drei Komponenten der Strömungsgeschwindigkeit. Um das Potential der sich rasant entwickelnden digitalen Bilderfassungssysteme auszuschöpfen, wurde im Rahmen der Arbeit diese Messtechnik entscheidend weiterentwickelt. Der Schwerpunkt lag in der Entwicklung neuer Auswertealgorithmen zur DHPIV sowie in der Analyse der diskreten Rekonstruktion, wobei den Anforderungen an den optischen Aufbau und der Methodik der Geschwindigkeitsbestimmung besondere Aufmerksamkeit gewidmet wurde. Als Untersuchungsobjekte wurden einphasige Strömungskanäle und Strömungsmischer verschiedener Geometrien ausgewählt. Durch Vergleich der Messergebnisse mit Referenzdaten konnte das Potential dieser Messmethode bestätigt werden.Various optical measurement techniques are used for the experimental investigation of complex flow phenomena. Lately Digital Holographic Particle Image Velocimetry (DHPIV) enables the time-resolved volumetric measurement of all three flow velocity components. To tap the full potential of the rapid development of digital imaging sensors this optical measurement technique was substantially improved within this research project. The scope of the study was the development of new processing algorithms for DHPIV as well as the analysis of the numerical reconstruction, giving special emphasis to the requirements on the optical setup and the methods of the velocity extraction. Single phase flow channels as well as flow mixers of different geometries were used as test objects. The comparison of the experimental results with reference data proves the potential of the new measurement technique