Velocimetrie bei seltener Strömung

Hochgeschwindigkeitsströmungen wie Überschall- und Hyperschallströmungen sind für die Luft- und Raumfahrttechnik und die Validierung von Strömungsdynamikprogrammen von entscheidender Bedeutung. In dieser Arbeit werden die Geschwindigkeiten von Strömungen die in einer Expansionskammer erzeugt werden mit drei Techniken charakterisiert: einer intrusiven dem Rapid Ionisation Detector und zwei optischen Schlieren und einer modifizierten Schlierenmethode in Kombination mit molekularer Jodabsorption.Mit dem Rapid Ionisation Detector konnten Strömungen mit einem Druck von 10^-6 mbar und Geschwindigkeiten von 21 bis 726 m/s untersucht werden. Mit der Charakteristiken-Methode wurden Strömungen mit Mindesttemperaturen von 29 K und Mach-Zahlen von bis zu 12 erhalten. Mit der Schlieren-Velocimetrie konnten Strömungen in Hohlräumen von bis zu 200 mbar mit Geschwindigkeiten von 52 bis 665 m/s Temperaturen von 2976 bis 300 K und einer maximalen Mach-Zahl von 02 sichtbar gemacht werden.Die modifizierte Schlieren-Methode ermöglichte die Visualisierung von Strömungen bei Drücken bis zu 15 mbar eine Größenordnung niedriger als bei der konventionellen Methode mit Geschwindigkeiten von 92 bis 190 m/s Temperaturen von 2801 bis 2953 K und einer maximalen Mach-Zahl von 06.