Hydrodynamics of a drop impact onto a fast moving liquid layer

Masterthesis

Aufgrund der sich verschärfenden extremen Wetterbedingungen nehmen die Vereisungsereignisse in Flugzeugen immer mehr zu. Die Analyse dieses Phänomens hat an Aufmerksamkeit gewonnen, insbesondere im Bereich der Flugsicherheit. Ein wesentlicher Faktor für die Vereisung ist das Auftreten von unterkühlten großen Tropfen (Supercooled Large Droplets, SLD), d. h. Wassertröpfchen, die bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt in der Luft schweben. Bisherige wissenschaftliche Experimente konzentrierten sich vor allem auf die Auswirkungen der Tröpfchen auf statische oder langsam fließende Flüssigkeitsschichten.

Unsere neue Forschung zielt darauf ab, dieses Verständnis zu erweitern, indem rotierende Oberflächen und hohe relative Aufprallgeschwindigkeiten berücksichtigt werden. Dieser Ansatz wird die realen Bedingungen, denen ein Flugzeugflügel ausgesetzt ist, genau simulieren.

Das Projekt besteht darin, einen Aufprall eines einzelnen Wassertropfens auf eine rotierende Scheibe mit einer dünnen Flüssigkeitsschicht darauf zu erzeugen (ein ähnlicher alter Aufbau ist bereits vorhanden). Entwurf eines Kühlsystems für den Tropfen oder die Scheibe. Messung und Automatisierung der Dicke der Flüssigkeitsschicht mit Hilfe eines chromatischen Sensors (CLS)

Voraussetzungen:

  • Hohe Motivation und Interesse an experimenteller Arbeit
  • Teamfähigkeit, Verantwortungsbewusstsein und ein hohes Maß an Selbstständigkeit
  • Kenntnisse im Umgang mit LabView/Arduino, CAD (Siemens NX, SolidWorks, …)
  • Praktische Erfahrung mit Sensoren, Hochgeschwindigkeits-/Infrarotkamera, Bildverarbeitung (Matlab) wäre von Vorteil

Aufgaben:

  • Konstruktion eines Versuchsaufbaus für die Untersuchung eines unterkühlten Wassertropfenaufpralls auf eine rotierende Oberfläche.
  • Messung der Restwasserschicht auf der rotierenden Scheibe.
  • Durchführen und Auswerten der Versuchsergebnisse

Startzeitpunkt:so bald wie möglich