%0 Generic
%A Leyer, Sebastian
%C Heidelberg
%D 2024
%F heidok:34199
%K Wärmebild, Wärmebildkamera, Scherströmung, Geschwindigkeitsgradient
%R 10.11588/heidok.00034199
%T Untersuchung der Scherströmung in der wasserseitigen viskosen Grenzschicht mit Hilfe von aktiver Thermographie
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/34199/
%X Am Heidelberger Aeolotron, einem ringförmigen Wind-Wellenkanal, wurden mit aktiver Thermographie für einen Windgeschwindigkeitsbereich zwischen 2,1 und 5,5 m/s systematische Messungen durchgeführt, um die Geschwindigkeiten des Wasserkörpers und der Wasseroberfläche sowie die Geschwindigkeitsscherung in der viskosen Grenzschicht zu untersuchen. Mit einem Erbium-Faserlaser wurden dazu dünne Linien senkrecht zur Strömungsrichtung auf der Wasseroberfläche erhitzt, deren Entwicklung mit einer Wärmebildkamera beobachtet wurde. Aus der Verschiebung der Linienpositionen konnte direkt die Oberflächengeschwindigkeit bestimmt werden, die bei windstillen Bedingung auch der mittleren Wasserkörpergeschwindigkeit entspricht. Aus der zeitlichen Entwicklung der Linienbreiten ergab sich bei windstillen Bedingungen die Wärmediffusionskonstante für Wasser, sowie bei windinduzierter Schubspannung die Geschwindigkeitsscherung in der viskosen Grenzschicht. Vergleichswerte für die Geschwindigkeitsscherung konnten durch einen gezielten Messablauf außerdem mit der Impulsbilanzmethode direkt aus den Oberflächengeschwindigkeiten gewonnen werden. Um die Auswertung einfacher zu gestalten, wurde ein unlöslicher Film aus Hexadekanol auf die Wasseroberfläche aufgebracht, der die Wellenbildung unterdrückt.