DFG-Projekt gestartet – Echtzeit-Strömungsmessung mit verteilten Ultraschallsensoren am DRESDYN Präzessions-Großexperiment
In einem in seiner Größenordnung bisher einzigartigen Experiment sollen innerhalb von DRESDYN (DREsden Sodium facility for DYNamo and thermohydraulic studies) am HZDR (Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf) präzessionsgetriebene Dynamos untersucht werden. Der Dynamoeffekt bezeichnet die Selbsterregung eines Magnetfeldes aus den Wechselwirkungen der Strömungen eines elektrisch-leitenden Fluids. Durch Präzession getriebene Dynamos werden als ursächlich für die Entstehung kosmischer Magnetfelder, wie das Erdmagnetfeld, angesehen. Die genauen Zusammenhänge von Strömung und Eigenschaften der erregten Magnetfelder sind Gegenstand aktueller astrophysikalischer Forschung.
Das Experiment besteht aus einem mit 4 Tonnen flüssigen Natrium gefüllten Zylinder mit einer Höhe von 2,0 m und einem Radius von 1,0 m. Dieser Zylinder soll mit einer Frequenz von bis zu 10 Hz rotiert und mit bis zu 1 Hz präzessiert werden. Die sich einstellenden Strömungszustände sollen erfasst und ihre Eignung zur Magnetfelderregung untersucht werden.
Im Rahmen des Projektes wird vom MSE Lab ein Ultraschall-Sensornetzwerk entwickelt, welches die Erfassung des Strömungszustands in Echtzeit ermöglicht. Vorverarbeitete Messdaten sollen zur Prozesssteuerung per Funk übertragen und zur späteren Feinauswertung hochaufgelöst auf den Sensorknoten gespeichert werden.
Aktuell finden am HZDR erste Tests an der Anlage statt
https://www.hzdr.de/db/VideoDl?pOid=73568&pCid=815
Die erste Iteration eines Sensorknotens wird aktuell in einem Strömungskanal validiert und wird für bisher nicht mögliche radiale Messungen an einem Vorexperiment verwendet (Vorversuch Aufbau, Vorversuch in Benutzung)
Eine zweite hochintegrierte Version des Sensorknotens (Foto von IUP v0.2) wird aktuell evaluiert und für Tests in einer Zentrifuge vorbereitet. Während dieser Tests wird die Elektronik Beschleunigungen von bis zu 400g ausgesetzt sein.
Nach Abschluss der Validierungsphase sind erste Messungen auf dem Großexperiment geplant.