| dc.contributor.advisor | Mettin, Robert Dr. | |
| dc.contributor.author | Eisener, Julian | |
| dc.date.accessioned | 2021-06-07T13:53:49Z | |
| dc.date.available | 2021-06-13T00:50:07Z | |
| dc.date.issued | 2021-06-07 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0008-584D-0 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-8647 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-8647 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 530 | de |
| dc.title | Akustische Strömung in Wasser durch Ultraschall im UHF-Bereich | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | Acoustic Streaming in Water by Ultrasound in the Ultra High Frequency (UHF) Range | de |
| dc.contributor.referee | Enderlein, Jörg Prof. Dr. | |
| dc.date.examination | 2020-12-11 | |
| dc.subject.gok | Physik (PPN621336750) | de |
| dc.description.abstractger | Das Ziel dieser vorwiegend experimentellen Arbeit ist das Verständnis und die
Untersuchung von Strömungen („acoustic streaming“), die durch Schallfelder
von neuartigen sehr hochfrequenten Schallwandlern in Flüssigkeiten erzeugt
werden. Die Schallwandler liegen mit einer Resonanzfrequenz etwas unter ein
Gigahertz im Frequenzbereich, der auf elektrischer Seite als UHF-Band (ultra
high frequency) bezeichnet wird und 300MHz bis 3000MHz umfasst. Auf
akustischer Seite spricht man ab 1 GHz von „Hyperschall“ oder auch „Gigaschall“.
Mit einem Durchmesser der Schallwandler von 200 μm handelt es
sich um ein kleinskaliges Phänomen, bei dem die räumliche Skala von der
Wellenlänge des Schallfeldes mit 1,5 μm bei f = 1GHz in Wasser, bis zur
Reichweite der Strömung, die sich über einige Zentimeter erstrecken kann,
reicht. Bei den Zeiten ist auch ein größerer Skalenbereich von Interesse. Auch
hier stellt die Schallwelle mit einer Periode von einer Nanosekunde die untere
Grenze dar. Das Ausbilden einer stationären Strömung kann bis zu Sekunden
dauern, wobei Geschwindigkeiten von einigen m/s auftreten können.
Für die experimentelle Untersuchung der Strömung wird Tintenfront Verfolgung,
Partikel Verfolgung (Particle Tracking), Particle Image Velocimetry
(PIV) sowie Chronoamperometrie eingesetzt.
Simulationen des Schallfeldes, welches sich experimentell kaum messen lässt,
helfen, das Phänomen zu verstehen und bilden die Grundlage für Strömungssimulationen,
die mit den Experimenten verglichen werden. | de |
| dc.description.abstracteng | The goal of this predominantly experimental work is the understanding and
investigation of acoustic streaming, which is generated by the sound field of new type of a very high frequency transducers. The transducers have a resonant frequency slightly below one
gigahertz. This frequency range is called on the electrical side as the UHF band (ultra
high frequency) and covers 300 MHz to 3000 MHz. On the
acoustics, the frequency range above 1 GHz is referred to as "hypersound" or "gigasound".
With a transducer diameter of 200 μm, this is a small-scale phenomenon where the length scale ranges from the wavelength of the sound field with 1.5 μm at f = 1GHz in water, to the
Range of the flow, which can extend over a few centimeters. The time scales of interest extend over several orders of magnitude.
The sound wave with a period of one nanosecond is the lower limit. The formation of a stationary flow can take up to seconds
and velocities of several m/s are reached. For the experimental investigation of the flow, ink-front tracking is used,
Particle tracking, Particle Image Velocimetry
(PIV) as well as chronoamperometry are used.
Simulations of the sound field, which is difficult to measure experimentally,
help to understand the phenomenon and form the basis for flow simulations,
which are compared with the experiments. | de |
| dc.contributor.coReferee | Parlitz, Ulrich Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | akustische Strömung | de |
| dc.subject.eng | acoustic streaming | de |
| dc.subject.eng | gigasonic | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0008-584D-0-9 | |
| dc.affiliation.institute | Fakultät für Physik | de |
| dc.description.embargoed | 2021-06-13 | |
| dc.identifier.ppn | 1759994707 | |