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Zur Untersuchung komplexer turbulenter Strömungen sind berührungslose Geschwindigkeitsmessverfahren wünschenswert, die eine geringe Messunsicherheit (  &lt;1  %), eine hohe Messrate (  &gt;10  kHz) und eine Mehrpunktmessung gestatten. Um die Eignung und das Potential der Doppler-Global-Velozimetrie (DGV) hierfür aufzuzeigen, wurde eine Abschätzung der minimal erreichbaren Messunsicherheit auf Basis der Cramér-Rao-Ungleichung durchgeführt. Die abgeschätzte und mit einem optimierten Messsystem experimentell bestätigte Messunsicherheit beträgt minimal 0,03m  /  s und ist um eine Größenordnung kleiner als bei bisherigen DGV-Systemen. Zudem konnte durch den Einsatz eines schnellen Detektorarrays anstelle von üblicherweise genutzten CCD-Kameras die Messrate deutlich gesteigert werden. Im Ergebnis sind mit dem aufgebauten Messsystem erstmals berührungslose Messungen von Geschwindigkeitsspektren bis ca. 10kHz simultan an 25 Punkten möglich. Als Anwendungsbeispiele werden Messungen der Wirbel im Nachlauf eines quer angeströmten Zylinders und des Spaltwirbels bei einem ebenen Schaufelgitter vorgestellt. Das Messsystem kann zukünftig z. B. für die Erforschung von turbulenten Strömungen in Turbomaschinen genutzt werden, um deren Effizienz und Leistungsfähigkeit weiter zu steigern.

Charakterisierung und Anwendung eines Doppler-Global-Velozimeters mit Laserfrequenzmodulation für die Untersuchung turbulenter Strömungen