Particle - Tracking - Velocimetry - Messungen an kollabierenden Kavitationsblasen

Particle Tracking Velocimetry measurements on collapsing cavitation bubbles

by Dennis Achim Kröninger
Doctoral thesis
Date of Examination:2008-10-09
Date of issue:2008-12-01
Advisor:Prof. Dr. Werner Lauterborn
Referee:Prof. Dr. Martin Rein
Referee:Prof. Dr. Ulrich Parlitz
Referee:Prof. Dr. Markus Münzenberg
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2654

 

 

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Format:PDF
Description:Dissertation

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Abstract

English

The flowfields around cavitation bubbles collapsing near obstacles are investigated in this work. For this purpose, photographs of the laser-induced bubbles are taken and the method of particle tracking velocimetry is applied. The measurement system is tested and the results of simple experiments are compared to numerical simulations. Finally, three cases are analyzed : the collapse of a bubble collapsing in front of a flat wall, in a corner and near an edge. The recorded velocity fields are interpolated using a local model. Thereby path lines can be calculated to visualize jet formation. Furthermore vorticity plots are presented to detect the ring vortex, that is forming during collapse of the bubble.
Keywords: cavitation; particle tracking velocimetry; laser-induced cavitation

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In dieser Arbeit werden Strömungsfelder um kollabierende Kavitationsblasen vermessen, die in der Nähe von Hindernissen kollabieren. Dazu werden zum einem Fotografien der laserinduzierten Blasen aufgenommen und zum anderen die Methode der Particle-Tracking-Velocimetry eingesetzt. Das Messverfahren wird getestet und Ergebnisse von einfachen Experimenten werden mit numerischen Simulationen verglichen. Es werden schließlich drei Fälle eingehender untersucht : Der Kollaps einer Blase vor einer ebenen Grenzfläche, in einer Ecke und vor einer Kante. Die aufgenommenen Geschwindigkeitsfelder werden mit einem lokalen Modell interpoliert. Dadurch können Bahnlinien berechnet werden, mit denen die Jetbildung visualisiert wird. Weiterhin wird die Wirbelstärke dargestellt, um den im Kollaps der Blase entstehenden Ringwirbel nachzuweisen.
Schlagwörter: Kavitation; Particle-Tracking-Velocimtery; laserinduzierte Kavitation
 
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