Prof. Beyrau
Prof. Dr.-Ing. Frank Beyrau
Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik (ISUT)
Aktuelle Projekte
SmartMES plus (Ökonomische Fragestellungen zur intelligenten Realisierung von Multienergiesystemen)
Laufzeit: 01.01.2024 bis 31.12.2027
Die nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung erfordert in zunehmendem Maße die Integration verschiedener Energieinfrastrukturen zur Speicherung und Nutzung von Energie. Angesichts variierender Investitionskosten, unterschiedlicher Lebensdauern von Technologien und volatiler Energiepreise spielt die finanzwirtschaftliche Bewertung eine zentrale Rolle. Insbesondere stellt sich die Frage, zu welchem Zeitpunkt und in welchem Umfang eine sektorübergreifende Kopplung erforderlich ist. Das Projekt SmartMES konzentriert sich auf die Verbindung des elektrischen und des thermischen Energiesystems. Im Teilprojekt des Lehrstuhls für Innovations- und Finanzmanagement liegt der Fokus auf der Anwendung finanzmathematischer Methoden mit dem Ziel, die mit solchen Energieinfrastrukturen verbundenen Flexibilitätspotenziale – sogenannte reale Optionen – datengetrieben bzw. simulationsbasiert zu bewerten.
AddBluff4NH3/H2: Additiv gefertigter Bluff-Body-Brenner, charakterisiert durch detaillierte Simulationen und Experimente für die brennstoffflexible, stabile und sichere Verbrennung von NH3/H2-Gemischen
Laufzeit: 01.01.2024 bis 31.12.2026
Dieses Projekt ist ein Verbundprojekt im Rahmen des DFG SPP 2419 "Ein Beitrag zur Realisierung der Energiewende: Optimierung thermochemischer Energiewandlungsprozesse zur flexiblen Nutzung wasserstoffbasierter erneuerbarer Brennstoffe durch additive Fertigungsverfahren".
In diesem Projekt wird ein additiv gefertigter Bluff-Body-Brenner für die brennstoffflexible, stabile und sichere Verbrennung von NH3/H2-Gemischen betrachtet. Zur Untersuchung der Verbrennungseigenschaften und der Schadstoffemissionen werden akkurate numerische Simulationen und detaillierte experimentelle durchgeführt. Die Brennerkonstruktion wird dann optimiert (in Bezug auf Form, Größe und Position des Flammenhalters), um ein effizientes Verbrennungsverhalten zu erreichen. Es werden offene und geschlossene Brennergeometrien betrachtet. Die Seite des Flammenhalters in Kontakt mit der Flamme und andere Hochtemperaturteile werden durch additive Fertigung unter Verwendung von zunächst Ni-Basis-Legierungen und später ultrahochtemperaturbeständigen Refraktärmetall-Legierungen hergestellt, um schnelle Geometrievariationen zu ermöglichen. Die Dynamik der turbulenten Flamme, die Wechselwirkungen zwischen Flamme und Wand, die Grenze der stabilen Verbrennung, der Flammenrückschlag und die Wärmefreisetzung werden untersucht. Schließlich wird ein optimales Bluff-Body-Brennerdesign für eine stabile, sichere, brennstoffflexible und saubere Verbrennung von NH3/H2 als Mischbrennstoff entwickelt.
Abgeschlossene Projekte
Experimentelle Untersuchung der Wechselwirkung von Flamme und Partikeln in Schüttungen
Laufzeit: 01.06.2020 bis 31.05.2024
Im Rahmen des SFB/TRR 287 (BULK-Reaction) liefert dieses Projekt Messdaten von turbulenten, reaktiven Strömungen in Schüttungen. Neben der Visualisierung der Flammenausbreitung mittels Chemilumineszenzaufnahmen liefert die kohärente anti-Stokes Raman-Spektroskopie zeitlich und örtlich hochaufgelöste Gasphasen-Temperaturmessungen sowie die Konzentration einzelner ausgewählter Spezies. Laser-Doppler-Anemometrie wird zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eingesetzt, und Oberflächentemperaturen der Partikel werden mit Phosphor-Thermometrie bestimmt. Um eine optische Zugänglichkeit zu erreichen, wird eine zweidimensionale Geometrie von Flamme (Methan) und Partikeln aufgebaut. Ebenso wird die Calzinierung von Magnesit untersucht, um eine mögliche Rückwirkung der CO2-Freisetzung auf die Gasphasenverbrennung festzustellen.
Strahlvermischung und Schüttguterwärmung in Festbettreaktoren
Laufzeit: 01.06.2020 bis 31.05.2024
Im Rahmen des SFB/TRR 287 (BULK-Reaction) untersucht dieses Projekt die Wechselwirkung zwischen der Erwärmung einer Schüttung und der darin stattfindenden Gasstrahldispersion. C2 nutzt einen verfügbaren Laborschacht als Modellsystem. Zur Untersuchung der Quervermischung wird in die Schüttung von unten Umgebungsluft und von der Seite ein heißes Gas eingeblasen. Das räumliche Temperaturfeld der Gasphase und der Schüttung aus kugelförmigen Partikeln wird mittels Raman-Streuung in Lichtwellenleitern gemessen. Die Experimente werden mit Simulationen verglichen. Dabei werden die Temperatur- und Geschwindigkeitsverteilung der Schüttung mit dem Standard Porösen Medium Modell berechnet. Damit klärt C2 die Frage, wie groß heute die Fehler in großskaligen DEM/CFD-Simulationen sind.
Numerische Simulation und experimentelle Charakterisierung der Nanopartikelbildung in Sprayflammen
Laufzeit: 01.06.2017 bis 31.05.2023
Die Sprayflammensynthese bietet vielfältige Möglichkeiten für die Herstellung maßgeschneiderter Nanopartikel. Allerdings ist das Zusammenspiel zwischen Spray, Turbulenz, Phasenübergang, Prekursorzerfall, Chemie und Partikelbildung so komplex, dass das Prozessverständnis als eher rudimentär zu bezeichnen wäre. Während der ersten Förderperiode (FP1) des SPP wurden dazu ein Referenzbrenner und mehrere Referenzsysteme festgelegt, sowie Experimente und Modelle zur Beschreibung der komplexen Vorgänge entwickelt. In der zweiten Förderperiode (FP2) sollen die Experimente und Modelle erweitert und für den mittlerweile optimierten Referenzbrenner, sowie für neue Referenzsysteme angepasst werden. Dafür muss der Referenzbrenner mittels verschiedener Messverfahren experimentell charakterisiert werden (Particle Image Velocimetry, Phasen-Doppler-Anemometrie, Laser-induzierten Fluoreszenz, Elastic Light Scattering und Multiple-Angle Light Scattering). In Mehrphasensystemen sind solche Methoden allein bislang nur bedingt einsetzbar, weshalb hier die Leistungsfähigkeit der in FP1 entwickelten Kombination aus bildgebender Diagnostik und numerischen Simulationen auf das Gebiet der Partikeldiagnostik angewandt werden. Um trotz der inhärent vorhandenen Mehrdeutigkeiten eine sinnvolle Validierung von Modellen zu erzielen, werden bei dieser Methode synthetische Signale aus den numerischen Simulationen gewonnen, die anschließend direkt mit den experimentellen Signalen verglichen werden können.Die Modellierung auf Basis der stochastischen Methode "Multiple Mapping Conditioning" (MMC) erlaubt hier eine, bei hohem Detailgrad, effiziente Beschreibung aller involvierter Prozesse und ihrer Interaktionen. Aufbauend auf den Ergebnissen aus FP1 und den für FP2 zu erwartenden Optimierungen des Referenzsystems werden dabei neue Anforderungen an die Modellierung gestellt. Es müssen neue Randbedingungen definiert werden und ein neues Düsendesign mit partieller Vormischung des Dispersionsgases erfordert unter Umständen eine Erweiterung der Modellierung bezüglich der Beschreibung von stratifizierten Flammen. Zudem soll die Beschreibung des Transports der Nanopartikel von der des Gasphasentransports entkoppelt werden, um den sehr unterschiedlichen diffusiven Flüssen der beiden Phasen gerecht zu werden. Zuletzt sollen die - bisher meist unberücksichtigten - Mikroexplosionen der Prekursor-Lösungsmittel Mischungen näher untersucht werden. Mikroexplosionen werden für die meisten Zielsysteme des SPP in Einzeltropfenuntersuchungen beobachten und es ist zu vermuten, dass auf Phasengleichgewicht basierte, konventionelle Verdampfungsmodelle die Dynamik der Stofffreisetzung nicht ausreichend genau beschreiben können. Deshalb sollen (1) die Existenz dieser Mikroexplosionen erstmalig experimentell in der SpraySyn-Konfiguration nachgewiesen und (2) semi-empirische Modelle für die Darstellung in der Gesamtsimulation entwickelt werden.
Kalkbasierter Feststoffreaktor zur CO2-Abtrennung aus Abgasen mit regenerativer Rückgewinnung der Reaktionsenthalpie
Laufzeit: 01.07.2020 bis 31.12.2022
Im Rahmen dieses beantragten Forschungsvorhabens soll ein neues Calcium-Looping-
Verfahren entwickelt und untersucht werden. Die Grundidee dieses Verfahrens besteht darin,
dass die Reaktionsenthalpie, die bei der exothermen CO2-Aufnahme frei wird, direkt im
Reaktor zur endothermen Calcination (CO2-Freisetzung) wieder genutzt wird.
Kompetenzzentrum eMobility
Laufzeit: 01.06.2022 bis 31.12.2022
Im Rahmen des öffentlich geförderten Projektes "Kompetenzzentrum eMobility" liegt der Schwerpunkt einerseits im Aufbau eines Prüfzentrums in Form des "Center for Method Development" (CMD) in Barleben. Andererseits sollen energieeffiziente Prozesse beim Aufbau eines Forschungsfahrzeuges methodisch entwickelt und angewendet werden.
Für das Prüfzentrum CMD werden die Arbeitspakete der Auslegung, Konzeption, Planung und Betreuung der Prüfstände von den Teilprojekten übernommen. Zu den weiteren Aufgaben gehört unter anderem die Einarbeitung und Vorbereitung der Inbetriebnahme der Prüfstände. Dafür ist es notwendig einen Versuchsträger auszuwählen und die Beschaffungsprozesse vorzubereiten.
In Vorbereitung auf das Vorhaben "Nachhaltige Elektromobilität" sollen die Forscher*innen in den drei Schwerpunkten "Entwicklungs- und Simulationswerkzeuge", "Fertigungs- und Prüftechniken" sowie "Validierungs- und Prüfmethoden" die Konzepte weiter schärfen.
Detektion von Teilentladungen
Laufzeit: 01.11.2019 bis 31.10.2022
In elektrischen Übertragungsnetzen kann die Alterung von Erdkabeln zu Teilentladungen zwischen den Leitungen und dem Erdreich führen. Die Intensität nimmt mit zunehmendem Alter der Erdkabel zu. Die bisher zur Verfügung stehenden Methoden zur Bestimmung des Zustandes der Kabel sind sehr kosten- und zeitintensiv.
Auf Basis der Laser-Vibrometrie soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem kleinste Vibrationen, die aus den Teilentladungen resultieren, detektiert werden können.
Raumluftfilter an Schulen
Laufzeit: 27.01.2021 bis 01.10.2022
Ziel des im Februar 2021 gestarteten Projektes ist die Untersuchung des Effektes von Raumluftfiltern auf die Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 in Klassenräumen. Es handelt sich dabei um ein interdisziplinäres Projekt bei dem der Lehrstuhl für Technische Thermodynamik, der Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik und das Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene kooperieren.
Erste Studienergebnisse finden Sie unter dem Titel:
The impact of large mobile air purifiers on aerosol concentration in classrooms and the reduction of airborne transmission of SARS-CoV-2
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.07.23.21261041v1.full.pdf+html
Dreidimensionale Temperatur- und Geschwindigkeitsmessungen in Fluiden unter Verwendung Thermographischer Phosphore als Tracer-Partikel
Laufzeit: 01.02.2020 bis 30.04.2022
Turbulente Strömungen sind von Natur aus dreidimensional. Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat die Entwicklung der Tomographischen Particle Image Velocimetry (PIV) dreidimensionale Geschwindigkeitsmessungen ermöglicht, wodurch erhebliche Fortschritte im Verständnis turbulenter Strömungsstrukturen erzielt werden konnten. In vielen Wärmeübertragungsprozessen - unabhängig davon, ob sie natürlichen Ursprungs sind (z.B. freie Konvektion) oder induziert werden, um die Effizienz verschiedener Geräte (z.B. Gasturbinen und elektronische Schaltungen) zu verbessern - ist die alleinige Kenntnis des Geschwindigkeitsfeldes zur eindeutigen Beschreibung der Strömung nicht ausreichend. Vielmehr werden simultane Temperaturmessungen benötigt. Dieses Projekt stellt ein neues Konzept für simultane dreidimensionale Temperatur- und Geschwindigkeitsmessungen vor. Das Messkonzept basiert auf der Kombination Thermographischer Phosphore mit dreidimensionalen, partikelbasierten Geschwindigkeitsmesstechniken. Anders als bei dreidimensionalen skalaren Messtechniken, die auf tomographischer Rekonstruktion volumetrischer Signale basieren, wird hier die Temperatur individueller, mikrometergroßer Phosphorpartikel untersucht. Die Position der Partikel kann entweder durch Triangulation, oder durch Tomographische PIV Algorithmen präzise rekonstruiert werden, sodass ein dreidimensionales Temperaturfeld entsteht. Dieses Konzept ermöglicht hohe räumliche Auflösung. Zur Anregung der Partikel und zur spektral gefilterten Aufnahme ihrer Lumineszenz werden lediglich zwei zusätzliche Kameras und ein UV Laser benötigt. Im Rahmen dieses Projektes wird unter Verwendung bereits vorhandener Laser- und Kamerasysteme ein 6-Kamera-System in Kombination mit breiten Lichtschnitten (~7-10 mm) aufgebaut. Erste Messungen werden in einer beheizten Düse durchgeführt. Da sich in diesem Standard-Testfall klar definierte isotherme Gebiete ausbilden, kann dieser Versuch dazu genutzt werden, die Messtechnik hinsichtlich ihrer Temperaturgenauigkeit zu beurteilen, und mögliche Fehler in der Positionsbestimmung zu detektieren. Erste Imaging-Tools für geringe Partikelanzahldichten (0,005 Partikel pro Pixel) werden unter Verwendung von Triangulation zur Positionsbestimmung und simpler Pinhole-Projektion zur Zuordnung der Lumineszenzsignale entwickelt. Anschließend werden Methoden für Messungen mit höheren Partikelanzahldichten basierend auf tomographischen Rekonstruktionsalgorithmen konzipiert. Zur Demonstration wird diese innovative 3D Temperatur- und Geschwindigkeitsmesstechnik für Messungen in Nachlauf eines beheizten Zylinders verwendet. Diese Messungen ermöglichen eine simultane Visualisierung isothermer und iso-vortizitärer Oberflächen und verdeutlichen die Bedeutung solcher Messungen für die Untersuchung komplexer Wärmeübertragungs-Phänomene. Dies ist essentiell z.B. für das fundamentale Verständnis freier Konvektion in der Natur oder zur Verbesserung der Kühlleistung von Industriegeräten.
Kompetenzzentrum eMobility - Forschungsbereich Antriebsstrang: Teilprojekt "Innovative Kühlkonzepte für Elektroantriebe"
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2021
Das Vorhaben Kompetenzzentrum eMobility greift die strukturbedingten Herausforderungen auf und entwickelt im Rahmen eines neu zu gründenden Kompetenzzentrums Lösungen in wichtigen Teilbereichen, welche die Kooperation zwischen KMU und universitärer Forschung und Lehre deutlich stärken. Das Wissen kann direkt in die betroffene Zulieferindustrie überführt werden und dort dazu beitragen, den Strukturwandel erfolgreich zu managen und neue wirtschaftliche Chancen zu nutzen. Neben der primären Zielsetzung des Aufbaus und Transfers von Kern-Know-How steht vor allem die langfristige Verankerung gewonnener Erkenntnisse in beschäftigungswirksamen wirtschaftlichen Strukturen im Vordergrund.
Ausgehend von einem mehrfach patentierten, weltweit einzigartigen Leichtbaumotorkonzept der OVGU konzentrieren sich die Arbeiten im Forschungsbereich ANTRIEBSSTRANG auf die Weiterentwicklung und prototypische Darstellung der neuen Motortechnologie, deren Integration in den Antriebsstrang sowie deren Betrieb entsprechend gegebener Sicherheits- und Komfortanforderungen (Fahrdynamik). Gleichzeitig bieten sich im Bereich der Grundlagenforschung weitere Innovationsschritte zur Steigerung der Leistungsfähigkeit der Motortechnologie, die in diesem Förderzeitraum erschlossen und in Prototypen umgesetzt werden sollen.
Das Teilprojekt "Innovative Kühlkonzepte" befasst sich mit der Kühlung des Leichtbaumotors, welcher, bedingt durch eine neuartige Wicklung, sehr hohe Leistungsdichten erreichen kann. Aus der hohen Leistungsdichte resultiert jedoch auch eine hohe thermische Belastung der Bauteile, was wiederum einer sehr effizienten Kühlung sowie minimierten thermischen Widerständen zwischen Wärmequelle und Wärmesenke bedingt. Ausgehend von vorangegangenen Arbeiten soll im Rahmen der Projektlaufzeit der Wärme- und Stofftransport in diesen Elektromaschinen sowohl numerisch als auch experimentell mittels optischer Messverfahren an zu konzipierenden Versuchskörpern untersucht werden. Es sollen hierbei sowohl einphasige Fluidkühlung in strömungsoptimierten Kanälen als auch die Mehrphasenkühlung Beachtung finden, wobei als Messtechniken Bilanzierungsmethoden, Infrarotthermografie und eventuell Lasermessverfahren anzuwenden sind. Begleitend zu den experimentellen Arbeiten sind Numerische Berechnungen durchzuführen. Ein weiterer Aspekt der Arbeit liegt in den neuartigen Klebe- und Folienwerkstoffen, mit welchen die Hochvoltwicklung vom Stator zu trennen ist. Da diese notwendigen Komponenten einen zusätzlichen thermischen Widerstand darstellen, welcher in einer höheren maximalen Bauteiltemperatur resultiert, ist dieser möglichst zu minimieren. Speziell in dieser Fragestellung kommt die interdisziplinäre Organisation des Gesamtforschungsvorhabens zum Tragen, da hier auch die Kompetenzen aus dem Institut für Werkstoff- und Fügetechnik vorliegen.
Kompetenzzentrum eMobility, Forschungsbereich Gesamtfahrzeug, Teilprojekt Energetische Optimierung der thermischen Konditionierung im E-Fahrzeug
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2021
Die in E-Fahrzeugen zur Anwendung kommenden Li-Ion-Zellen haben ihre höchste Lebensdauer und optimale Funktion innerhalb eines kleinen Temperaturfensters. Das zunehmend zur Anwendung kommende Schnellladen setzt innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine hohe Verlustleistung frei, welche möglichst ohne Überschreitung der kritischen Zelltemperaturen zu dissipieren ist. Im Rahmen des Teilprojektes soll hierfür Thermomanagement entwickelt und validiert werden, wobei der Fokus auf den Phasenwechselmaterialien, den Mikrokanälen, nichtmetallischen Werkstoffen und Klebeverbindungen liegen soll. Die im Teilprojekt zur Anwendung kommenden Methoden umfassen hierbei sowohl experimentelle Untersuchungen an zu konzipierenden Batteriemodulen, Numerische Simulationen des Wärme- und Stofftransportes und der Bestimmung thermophysikalischer Eigenschaften neuartiger Materialkombinationen.
Ein weiterer Schwerpunkt des Teilprojektes ist die Integration alle relevanten Komponenten in ein thermisches Gesamtmodell eines E-Fahrzeuges, mit welchem anschließend eine energetische Optimierung durchführbar wird.
Partiell brenngasgespülten Vorkammerzündkerze
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2020
Ein Ansatz zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zur Reduzierung von NOx-Emissionen in Gasmotoren ist die Erhöhung des Verbrennungsluftverhältnisses . Allerdings steigt mit zunehmenden , die für die Entflammung notwendige Mindestzündenergie. Um das Kraftstoff/Luft-Gemisch dennoch zu entzünden, werden neue, leistungsstärkere Zündsysteme benötigt. Ein Ansatz ist die sog. Vorkammerzündkerze (VKZ). Hierbei wird in einem abgegrenzten Bereich ein zündfähiges Gemisch erzeugt und von einer konventionellen Zündkerze entzündet. Die dabei freiwerdende Energie dient der Zündung des Gemisches im gesamten Brennraum. Gleichzeitig weist die VKZ eine Geometrie auf, die es ermöglicht die Flammen der Vorentzündung über den gesamten Brennraum zu verteilen, so dass eine hohe Verbrennungsgeschwindigkeit erreicht wird.
Dreidimensional Temperatur- und Geschwindigkeitsmessung in Fluiden unter Verwendung Thermographischer Phosphore als Tracer-Partikel
Laufzeit: 01.11.2018 bis 31.10.2020
Turbulente Strömungen sind von Natur aus dreidimensional. Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat die Entwicklung der Tomographischen Particle Image Velocimetry (PIV) dreidimensionale Geschwindigkeitsmessungen ermöglicht, wodurch erhebliche Fortschritte im Verständnis turbulenter Strömungsstrukturen erzielt werden konnten. In vielen Wärmeübertragungsprozessen - unabhängig davon, ob sie natürlichen Ursprungs sind (z.B. freie Konvektion) oder induziert werden, um die Effizienz verschiedener Geräte (z.B. Gasturbinen und elektronische Schaltungen) zu verbessern - ist die alleinige Kenntnis des Geschwindigkeitsfeldes zur eindeutigen Beschreibung der Strömung nicht ausreichend. Vielmehr werden simultane Temperaturmessungen benötigt. Dieses Projekt stellt ein neues Konzept für simultane dreidimensionale Temperatur- und Geschwindigkeitsmessungen vor. Das Messkonzept basiert auf der Kombination Thermographischer Phosphore mit dreidimensionalen, partikelbasierten Geschwindigkeitsmesstechniken.
Numerische Simulation und experimentelle Charakterisierung der Nanopartikelbildung in Sprayflammen
Laufzeit: 01.07.2017 bis 30.06.2020
Die Sprayflammensynthese bietet vielfältige Möglichkeiten für die Herstellung maßgeschneiderter Nanopartikel. Allerdings ist das Zusammenspiel zwischen Spray, Turbulenz, Phasenübergang, Prekursorzerfall, Chemie und Partikelbildung so komplex, dass das Prozessverständnis als eher rudimentär zu bezeichnen wäre. Innerhalb des SPP 1980 sollen Gesamtmodelle entwickelt werden, die ein fundamentales Verständnis des Prozesses erlauben. Das hier beantragte Teilprojekt soll folgenden Aspekte zum Gesamterfolg beitragen:- Es soll ein stochastischer Ansatz entwickelt werden, der in der Lage ist, Wechselwirkungen zwischen Flammenchemie, Prekursoren und Turbulenz unter der Berücksichtigung der stark variierenden chemischen Zeitskalen abbilden zu können. Eine Modellierung muss die Wechselwirkungen zwischen Partikeln, Trägergas und Turbulenz lokal und instantan abbilden können.- Mit Hilfe verschiedener Lasermessverfahren sollen die Randbedingungen für die genannten Simulationen experimentell ermittelt werden. So sollen die Größen und Geschwindigkeiten der Prekursor-Lösungsmittel-Tropfen nach der Zerstäubung, sowie das Strömungsfeld im SPP-Standardbrenner gemessen werden. - Die experimentelle Validierung der Simulationen soll unter anderem durch etablierte Messverfahren geschehen.- Ein zentraler Aspekt in diesem Antrag ist Entwicklung einer Methodik zur Validierung von Mechanismen zu Partikelbildung, -wachstum und -agglomeration durch die Kombinationen von laserbasierten, bildgebenden Messmethoden mit detaillierten numerischen Simulationen. In Mehrphasensystemen sind solche Methoden allein bislang nur bedingt einsetzbar, da die Signale häufig aufgrund von Quereinflüssen keine eindeutige Bestimmung von physikalischen Größen erlauben. Hier sollen deshalb die Leistungsfähigkeit der angesprochenen Kombination aus bildgebender Diagnostik und numerischen Simulationen verbessert, und auf das Gebiet der Partikeldiagnostik erweitert werden. Um trotz der vorhandenen Mehrdeutigkeiten eine sinnvolle Validierung von Modellen zu erzielen, werden bei dieser Methode synthetische Signale aus den numerischen Simulationen gewonnen, die anschließend mit den tatsächlichen, aufgezeichneten experimentellen Signalen verglichen werden können.
SmartMES - Intelligentes Multi-Energie-System
Laufzeit: 01.01.2017 bis 31.12.2019
Das Projekt Intelligentes Multi-Energiesystem (SmartMES) hat es sich zum Ziel gesetzt, die möglichen technischen und wirtschaftlichen Potentiale einer umfangreichen Sektorenkopplung zu heben. Im Rahmen des Gesamtprojektes erfolgt die Modellierung des Strom-, Gas-, Wärmenetzes durch die Kooperationspartner. Der Schwerpunkt des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik liegt dabei in der Erforschung der notwendigen Netzkopplungstechnologien. Dazu zählt die Entwicklung von detaillierten und realitätsnahen Modellen von verfahrenstechnischen Anlagen, wie Wärmepumpen, Organic-Rankine-Cycle Anlagen oder Sorptionskältemaschinen.
PHOSPHOR - Synthesis of Novel Phosphor Sensor Particles for Advanced Flame Diagnostics
Laufzeit: 01.02.2017 bis 31.07.2019
Synthese neuartiger Phosphor-Sensor-Partikel für die Verbrennungsdiagnostik
Phosphore sind keramische Materialien, die nach Beleuchtung durch einen Laser Licht abstrahlen. Bei thermographischen Phosphoren hängen die Farbe und die Leuchtdauer der Emission von der Temperatur des Materials ab, sie können also messtechnisch als Temperatursensoren verwendet werden. Am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT) der Otto-von-Guericke Universität Magdeburg (Prof. Dr.-Ing. Frank Beyrau) werden feinste Phosphor-Partikel Gasen oder Flüssigkeiten zugemischt, um Temperatur- und Geschwindigkeitsfelder in Strömungen zu bestimmen, oder die Partikel werden zusammen mit einem Lack auf Oberflächen aufgebracht, um z.B. die Temperatur der Kolbenoberfläche in Verbrennungsmotoren messen zu können.
Die primäre Zielsetzung dieses Forschungsprojektes ist, den messbaren Temperaturbereich durch Synthese neuer, für die Strömungstemperaturerfassung optimierter Phosphore zu vergrößern. Dr. Christopher Abram vom LTT wird hierzu 18 Monate am Advanced Combustion and Propulsion Lab an der Princeton University in den Vereinigten Staaten, arbeiten. Dort werden innovative Synthesemethoden entwickelt, die die Herstellung von Phosphorpartikeln mit spezifischen physikalischen und optischen Eigenschaften ermöglichen. Dr. Abram wird in Princeton lernen, Phosphore unter Verwendung dieser hochmodernen Verfahren herzustellen, und wird dann zurückkehren, um ein Labor zur Phosphorpartikelherstellung am LTT aufzubauen, wo die neuen Materialien hergestellt, charakterisiert und letztlich für praktische Anwendungen eingesetzt werden können. Das Projekt wird zu neuen Messmöglichkeiten für die angewandte- und Grundlagenforschung führen und so zur Verbesserung des Designs von Antrieben für die Automobil- und Raumfahrtindustrie beitragen. Dadurch werden Ressourcen geschont und die Umweltbelastung reduziert. Die neuartigen Materialien werden auch in Beleuchtungs- und Displaytechnologien und biologischen Sensoren Verwendung finden, wodurch sich auch neue Möglichkeiten zur zukünftigen Zusammenarbeit mit Princeton und anderen Forschungseinrichtungen und der Industrie ergeben werden.
Das Projekt wird durch das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Horizont 2020 mit
dem Marie Skłodowska-Curie Zuwendungsvertrag Nr. 708068 gefördert.
Competence in Mobility COMO, Zwei Teilprojekte zur thermischen Optimierung im E-Fahrzeug
Laufzeit: 01.01.2016 bis 31.12.2018
Die Reichweitensicherung von Elektrofahrzeugen unter winterlichen Bedingungen stellt eine Herausforderung für die einzusetzende Akkumulatortechnologie dar. Im Rahmen des Teilprojektes Gesamtfahrzeug ist hier eine thermisch optimale Betriebsstrategie für die Fahrzeugbatterie, den Fahrgastraum sowie weitere relevante Komponenten zu entwickeln.
Im Rahmen des Teilprojektes Antriebsstrang wird für einen Radnabenmotor mit hoher Leistungsdichte eine Optimierung der bisherigen Kühlkanalgeometrie vorgenommen und im weiteren Verlauf eine Weiterentwicklung der Kühlung unter Anwendung von kleinen charakteristischen Längen sowie einer Mehrphasenkühlung angestrebt.
Optische Erfassung der von Düsenfeldern generierten Wandbenetzung
Laufzeit: 15.07.2016 bis 14.07.2017
Die reproduzierbare Positionierung sowie Einstellung der Beaufschlagungsdichten von Düsenfeldern ist von großer Relevanz für Kühl- und Reinigungsprozesse. Im Rahmen des Projektes sind die Grundlagen einer automatisierten, auf optischen Verfahren basierenden Messmethodik zu entwickeln.
Entwicklung und Verifikation eines Messverfahrens zur Bestimmung der räumlich aufgelösten Wandtemperatur bei Auftreffen eines Kraftstoffsprays
Laufzeit: 01.10.2016 bis 30.06.2017
Bedingt durch den Spray-Wand-Kontakt in Otto-Motoren mit Direkteinspritzung kann es zu einer Benetzung der Brennraumwände kommen. Die hieraus resultierenden Kraftstofffilme sind eine Quelle für HC und Ruß-Emissionen, weshalb eine Minimierung der Wandfilmbildung anzustreben ist. Daher soll im Rahmen des Projektes ein Messverfahren zur direkten, berührungslosen und räumlich aufgelösten Bestimmung der Abkühlung auf der benetzen Wandfläche entwickelt werden. Maßgeblich hierfür ist eine grundlegende Untersuchung der einzusetzenden thermographischen Phosphore und Beschichtungsverfahren sowie der Sensitivität und Anwendbarkeit des Messfahrens unter Otto-motorischen Bedingungen.
Untersuchung des Zerstäubungsverhaltens an 10MW Ölbrenner-Rücklaufdüsen
Laufzeit: 01.10.2014 bis 30.06.2017
Die Untersuchung der Spraybildung an Ölzerstäuberdüsen mit dem Ziel einer Optimierung hinsichtlich der Partikelgrößen bei gegebenen Vorlaufdrücken ist Gegenstand dieses Projektes. Hierbei kommen Patternatormessungen zur Bestimmung der Beaufschlagungsdichten, Highspeedkinematografie zur Analyse von Spraywinkel und Sprayzerfallsdynamik sowie Phasen Doppler Anemometrie zur Ermittlung von Partikelgeschwindigkeiten und Durchmessern zur Anwendung. Die Untersuchungen werden mit Wasser durchgeführt, wobei ausführliche Voruntersuchungen zur Übertragbarkeit der Ergebnisse vorliegen.
Thermophysikalische Untersuchungen von Mehrkomponentengusskörpern
Laufzeit: 01.10.2015 bis 30.09.2016
Mehrkomponentengusskörper aus Stahlguss und Aluminium bieten hinsichtlich des mechanischen Verhaltens sowie der Bauteilkosten ein erhebliches Optimierungspotential. Die dadurch resultierenden bauteilinternen Grenzflächen stellen jedoch für den Wärmetransport einen zusätzlichen Widerstand dar. Innerhalb des Forschungsprojektes sind die thermischen Widerstände in durch Umguss erhaltenen Zylinderlaufbuchsen mittels einer neu entwickelten Versuchsapparatur experimentell zu bestimmen.
Charakterisierung des thermischen Verhaltens dünner Schichten auf metallischen Kupplungsbauteilen
Laufzeit: 01.11.2015 bis 29.02.2016
Kraftfahrzeugkupplungen sind mechanisch und thermisch hoch belastete Bauteile und bieten hinsichtlich der Applikation neuartiger Werkstoffe eine Vielzahl von Möglichkeiten. Hierzu zählen verschleißmindernde Beschichtungen auf den metallischen Bauteilen, wobei jedoch durch den, aus der Beschichtung resultierenden, zusätzlichen thermischen Widerständen höhere Bauteiltemperaturen auftreten können. Um hier verlässliche Voraussagen über das Bauteilverhalten treffen zu können wird das thermische Verhalten dieser Schichten detailliert mittels der Transient Plane Source Methode charakterisiert.
Vergleichende Untersuchung der Wandfilmbildung von Mehrlochinjektoren mittels laserinduzierter Fluoreszenz
Laufzeit: 01.03.2015 bis 31.12.2015
Die Benetzung der Brennraumwände mit Kraftstoff ist eine wesentliche Ursache für die Entstehung von Rußpartikeln in Ottomotoren mit Direkteinspritzung. Um die Abhängigkeit der Spray/Wand-Interaktion und der Wandfilmbildung von der Düsengeometrie zu erfassen, wurden umfangreiche Messungen durchgeführt. Dabei kam die Methode der laserinduzierten Fluoreszenz zum Einsatz. Diese ermöglicht die Quantifizierung der Wandfilmmasse. Im Ergebnis konnten eindeutige Vor- und Nachteile verschiedener Düsengeometrien aufgezeigt werden.
COMO II: R1 Range Extender: Brennverfahren und Kraftstoffe
Laufzeit: 01.01.2012 bis 31.12.2014
Die Applikation einer Verbrennungskraftmachine als Range-Extender in einem Elektrofahrzeug bedarf einer Optimierung hinsichtlich der zu erwartenden Anforderungen in dem resultierenden Antriebsgesamtsystem. Im Rahmen des Projektes wurde für einen nicht aufgeladenen Dieselmotor das Gemischbildungs- und Brennverhalten an ausgewählten Betriebspunkten mittels optischer Messverfahren an einer Druckkammer sowie an einem Transparentmotor untersucht. Hieraus folgend konnte abschließend ein hinsichtlich der Emissionen und der Effektivität optimiertes Brennverfahren abgeleitet werden.
Optische Untersuchungen an einem Transparentmotor
Laufzeit: 01.01.2014 bis 31.08.2014
Für die Analyse innermotorischer Prozesse steht am IKAM ein aufgeladener, selbst zündender Transparentmotor zur Verfügung. Im Laufe des Jahres wurden an diesem Kolbenwandtemperaturmessungen bei variierenden Werkstoffen mittels UV-angeregter thermischer Phosphore, die Rußbildung bei variablen Muldengeometrien sowie die Spraybildung bei variablen Einspritzdrücken mittels Hochgeschwindigkeitskinematografie für verschiedene Auftraggeber untersucht.
2024
Buchbeitrag
The impact of a combined battery thermal management and safety system utilizing polymer mini-channel cold plates on the thermal runaway and its propagation
Graichen, Henrik-Christian; Boye, Gunar; Sauerhering, Jörg; Köhler, Florian; Beyrau, Frank
In: Batteries - Basel : MDPI, Bd. 10 (2024), Heft 1, Artikel 1, insges. 33 S.
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Spatially resolved investigation of flame particle interaction in a two dimensional model packed bed
Khodsiani, Mohammadhassan; Namdar, Reza; Varnik, Fathollah; Beyrau, Frank; Fond, Benoit
In: Particuology - Amsterdam : Elsevier, Bd. 85 (2024), S. 167-185
Numerical study of convective heat transfer in static arrangements of particles with arbitrary shapes - a monolithic hybrid lattice Boltzmann-finite difference-phase field solver
Namdar, Reza; Khodsiani, Mohammadhassan; Safari, Hesameddin; Neeraj, Tanya; Hosseini, Seyed Ali; Beyrau, Frank; Fond, Benoît; Thévenin, Dominique; Varnik, Fathollah
In: Particuology - Amsterdam : Elsevier, Bd. 85 (2024), S. 186-197
Simulation of reacting flows in packed beds using flamelet generated manifolds
Illana, E.; Merten, H.; Bergold, T.; Khodsiani, Mohammadhassan; Hosseini, S.; Mira, D.; Beyrau, Frank; Thévenin, Dominique; Scherer, Viola
In: Thermal science and engineering progress - Amsterdam : Elsevier, Bd. 47 (2024), Artikel 102264, insges. 15 S.
Experimental and numerical investigation to elucidate the fluid flow through packed beds with structured particle packings
Patil, Shirin; Gorges, Christian; Lòpez Bonilla, Joel; Stelter, Moritz; Beyrau, Frank; Wachem, Berend
In: Particuology - Amsterdam : Elsevier, Bd. 89 (2024), S. 218-237
Dissertation
Discrete luminescence particle imaging to determine temperature distributions in highly scattering solid-fluid systems
Xuan, Guangtao; Beyrau, Frank
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2024, 1 Online-Ressource (xix, 142 Seiten, 21 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 123-141][Literaturverzeichnis: Seite 123-141]
2023
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Thermographic 3D particle tracking velocimetry for turbulent gas flows
Stelter, Moritz; Martins, Fabio J. W. A.; Beyrau, Frank; Fond, Benoît
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ., Bd. 34 (2023), Heft 7, Artikel 074008, insges. 16 S.
Numerical study on the impact of large air purifiers, physical distancing, and mask wearing in classrooms
Jain, Aman; Duill, Finn Felix; Schulz, Florian; Beyrau, Frank; Wachem, Berend
In: Atmosphere - Basel, Switzerland : MDPI AG, Bd. 14 (2023), Heft 4, Artikel 716, insges. 17 S.
Synthetic inlet conditions for inhomogeneous flows from filters, packed beds, or sinter plates
Baik, Seung-Jin; Martins, Fabio J. W. A.; Beyrau, Frank; Kempf, Andreas
In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V. . - 2023, insges. 7 S. [Online first]
Comparison of portable and large mobile air cleaners for use in classrooms and the effect of increasing filter loading on particle number concentration reduction efficiency
Duill, Finn Felix; Schulz, Florian; Jain, Aman; Wachem, Berend; Beyrau, Frank
In: Atmosphere - Basel, Switzerland : MDPI AG, Bd. 14 (2023), Heft 9, Artikel 1437, insges. 23 S.
Characterizing the SpraySyn burners with MMC-LES
Kirchmann, J.; Kronenburg, A.; Prenting, M. M.; Karaminejad, S.; Dreier, T.; Endres, T.; Patil, Shirin; Beyrau, Frank
In: Applications in energy and combustion science - Amsterdam : Elsevier B.V., Bd. 15 (2023), Artikel 100182, insges. 12 S.
Numerical study on the impact of large air purifiers, physical distancing, and mask wearing in classrooms
Jain, Aman; Duill, Finn F.; Schulz, Florian; Beyrau, Frank; Wachem, Berend
In: Atmosphere - Basel, Switzerland : MDPI AG, Bd. 14 (2023), Heft 4, Artikel 716, insges. 17 S.
Laser applications to chemical, security, and environmental analysis - introduction to the feature issue
Arndt, Christoph; Stahlberg, Anna-Lena; Patnaik, Anil; Beyrau, Frank; Bood, Joakim; Hsu, Paul; Seeger, Thomas
In: Applied optics - Washington, DC : Optical Soc. of America, Bd. 62 (2023), Heft 6, S. LAC1-LAC3
Dissertation
Generalised modelling of droplet collisions in the frame of Euler/Lagrange calculations
Sui, Maohong; Sommerfeld, Martin; Beyrau, Frank
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2023, 1 Online-Ressource (XIV, 160 Seiten, 95,54 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 151-158][Literaturverzeichnis: Seite 151-158]
2022
Buchbeitrag
Influence of adhesive tapes as thermal interface materials on the thermal load of a compact electrical machine
Graichen, Henrik-Christian; Sauerhering, Jörg; Stamann, Olena; Beyrau, Frank; Boye, Gunar
In: World electric vehicle journal - Basel : MDPI, Bd. 13 (2022), Heft 2, Artikel 42, insges. 23 S.
Liquid pattern and velocity field on a surface during spray impingement
Schulz, Florian; Martins, Fabio J. W. A.; Beyrau, Frank
In: Symposium: 20th International Symposium on the Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, 11-14 July 2022, Proceedings of the 20th International Symposium on the Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics - Lisbon . - 2022, S. 1539-1552
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Infrared pattern based method for inspecting multi-nozzle spraying tools
Schulz, Florian; Reincke, Franziska; Beyrau, Frank
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ., Bd. 34 (2023), Heft 1, Artikel 015902, insges. 14 S.
Investigation of elastic light scattering in flame spray pyrolysis modelled by a stochastic particle approach
Kirchmann, J.; Martins, F. J. W. A.; Kronenburg, A.; Kumar, A.; Beyrau, Frank
In: Proceedings of the Combustion Institute/ Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier . - 2022
Artikel in Kongressband
Investigation of a flame in a packed bed using a cylindrical geometry and single-side optical diagnostics
Khodsiani, Mohammadhassan; Beyrau, Frank; Fond, Benoit
In: Laser Applications to Chemical, Security and Environmental Analysis / Optical Sensors and Sensing Congress , 2022 - Washington, D.C., USA : OSA - the Optical Society, Artikel paper LTu3B.3
2021
Buchbeitrag
Advanced thermal management optimization of a liquid cooled compact electrical engine with air gap winding
Graichen, Henrik-Christian; Sauerhering, Jörg; Reuber, Frederick; Dlugosch, Aaron; Beyrau, Frank; Chinni, Manikhanta; Boye, Gunar
In: Kongress: FISITA World Congress, virtual event, 14-16 September 2021, From automobile to mobility. New roles. New challenges. - FISTA Library . - 2021
Thermal characterization of high-performance battery cells during charging and discharging using optical temperature measurement methods
Bonilla, Joel Lopez; Fond, Benoit; Graichen, Hendrik; Hamann, Jan; Beyrau, Frank; Boye, Gunar
In: Kongress: FISITA World Congress, virtual event, 14-16 September 2021, From automobile to mobility. New roles. New challenges. - FISTA Library . - 2021
Raising the thermal limits of an electrical motor based on an air gap winding by applying improved laminated layers and optimized cooling duct geometries
Sauerhering, Jörg; Boye, Gunar; Beyrau, Frank; Stamann, Olena
In: Konferenz: FISITA World Congress 2021, virtuell, 14-16-September 2021, ResearchGATE - Cambridge, Mass.: ResearchGATE Corp. . - 2021
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Time-resolved temperature and velocity field measurements in gas turbine film cooling flows with mainstream turbulence
Straußwald, Michael; Abram, Christopher; Sander, Tobias; Beyrau, Frank; Pfitzner, Michael
In: Experiments in fluids - Berlin : Springer, Bd. 62 (2021), Artikel 3, insges. 17 S.
A measuring system for monitoring multi-nozzle spraying tools
Schulz, Florian; Reincke, Franziska; Mrochen, Matthias; Beyrau, Frank
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ., Bd. 32 (2021), Heft 5, Artikel 055902, insges. 12 S.
Phosphor thermometry at the surface of single reacting large-diameter spherical coke particles to characterise combustion for packed bed furnaces
Cai, Tao; Khodsiani, Mohammadhassan; Hallak, Bassem; Abram, Christopher; Beyrau, Frank; Specht, Eckehard
In: Proceedings of the Combustion Institute/ Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, Bd. 38 (2021), 3, S. 4225-4232
The impact of large mobile air purifiers on aerosol concentration in classrooms and the reduction of airborne transmission of SARS-CoV-2
Duill, Finn F.; Schulz, Florian; Jain, Aman; Krieger, Leve; Wachem, Berend; Beyrau, Frank
In: International journal of environmental research and public health - Basel: MDPI AG, Bd. 18 (2021), 21, insges. 31 S.
Laser applications to chemical, security, and environmental analysis - introduction to the feature issue
Beyrau, Frank; Bood, Joakim; Hsu, Paul; Kiefer, Johannes; Seeger, Thomas; Stauffer, Hans
In: Applied optics - Washington, DC : Optical Soc. of America, Bd. 60 (2021), Heft 15, S. LAC1-LAC3
A summary of new developments in phosphor thermometry
Beyrau, Frank; Fond, Benoît; Abram, Christopher
In: Measurement science and technology - Bristol: IOP Publ., Bd. 32 (2021), 12, insges. 5 S.
Quantification and mitigation of PIV bias errors caused by intermittent particle seeding and particle lag by means of large eddy simulations
Jessen Werneck de Almeida Martins, Fabio; Kirchmann, Jonas; Kronenburg, Andreas; Beyrau, Frank
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ., Bd. 32 (2021), Heft 10, Artikel 104006, insges. 19 S.
Single-shot two-dimensional multi-angle light scattering (2D-MALS) technique for nanoparticle aggregate sizing
Martins, Fabio J. W. A.; Kronenburg, Andreas; Beyrau, Frank
In: Applied physics. B, Lasers and optics - Berlin : Springer, Bd. 127 (2021), Artikel 51, insges. 15 S.
Dissertation
Spraycharakterisierung von rücklaufgeregelten Dralldruckdüsen mit hohen Zerstäubungsdurchsätzen
Butscher, Daniel; Beyrau, Frank; Specht, Eckehard
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2021, 1 Online-Ressource (XIII, 160 Seiten, 4,41 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 147-154]
Artikel in Kongressband
Analysis of sub-processes of spreading and receding of sessile droplets on a hot substrate
HajHariri, Aliasghar; Schulz, Florian; Duill, Finn; Beyrau, Frank
In: ICLASS 2021, 14th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Chicago, IL, USA, July 22-26, 2018 - Edinburgh: ICLASS . - 2021, insges. 8 S.
Analysis of a method for monitoring multi-nozzle-arrays
Schulz, Florian; Reincke, Franziska; Beyrau, Frank; Mrochen, Matthias
In: ICLASS 2021, 14th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Chicago, IL, USA, July 22-26, 2018 - Edinburgh: ICLASS . - 2021, insges. 7 S.
Nicht begutachteter Zeitschriftenartikel
The behavior of fuel droplets on a heated substrate
Schulz, Florian; Duill, Finn Felix; Hajhariri, Aliasghar; Beyrau, Frank
In: SAE technical papers / Society of Automotive Engineers - Warrendale, Pa. : Soc. - 2021, Technical Paper 2021-01-5099
The impact of large mobile air purifiers on aerosol concentration in classrooms and the reduction of airborne transmission of SARS-CoV-2
Duill, Finn Felix; Schulz, Florian; Jain, Aman Kumar; Krieger, L.; Wachem, Berend van; Beyrau, Frank
In: medRxiv - Cold Spring Harbor : Cold Spring Harbor Laboratory . - 2021, Artikel 2021.07.23.2126104, insges. 42 S.
2020
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Sparse-lagrangian PDF modelling of silica synthesis from silane jets in vitiated co-flows with varying inflow conditions
Neuber, Gregor; Kronenburg, Andreas; Stein, Oliver T.; Garcia, Carlos E.; Williams, Benjamin A. O.; Beyrau, Frank; Cleary, Matthew J.
In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V. . - 2020 [Online first]
Recent developments in phosphor thermometry
Heyes, Andrew L.; Beyrau, Frank
In: Measurement science and technology: devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation - Bristol: IOP Publ., Volume 31, issue 2 (2019), article 020102, insgesamt 3 Seiten, 2020
Experimental investigation of axisymmetric, turbulent, annular jets discharged through the nozzle of the SPP1980 SpraySyn burner under isothermal and reacting conditions
Martins, Fabio J. W. A.; Kirchmann, Jonas; Kronenburg, Andreas; Beyrau, Frank
In: Experimental thermal and fluid science: international journal of experimental heat transfer, thermodynamics and fluid mechanics ; ETF science - New York, NY: Elsevier, Volume 114(2020), article 110052
2019
Buchbeitrag
Einfluss der Kühlkanalgeometrie und der Thermal Interface Materials auf die thermische Belastung eines Elektromotors mit Luftspaltwicklung
Sauerhering, Jörg; Boye, Gunar; Beyrau, Frank; Stamann, Olena; Perekopskiy, Sergey
In: 14. Magdeburger Maschinenbau-Tage 2019 - Magdeburger Ingenieurtage - 24. und 25. September 2019 : Tagungsband - Magdeburg : Otto von Guericke Universität Magdeburg, Fakultät Maschinenbau, Institut für Mobile Systeme - Lehrstuhl Mechatronik, S. 95-104 [Tagung: 14 MMT 2019, 24. und 25. September 2019, Magdeburg]
Spray/wall-interaction and the formation of wall films
Schulz, Florian; Beyrau, Frank
In: ILASS-Americas 2019 - ILASS-Americas, S. 74[Konfernz: 30th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, ILASS 2019, Tempe, AZ, May 12 - 15, 2019]
Optimal design and operation of a CHP based district heating system including a heat storage and electrode boiler to increase self-consumption
Dancker, Jonte; Götze, Jens; Schulz, Florian; Könneke, Nicola; Beyrau, Frank; Wolter, Martin
In: 2019 IEEE PES Conference on Innovative Smart Grid Technologies (ISGT Latin America): 15-18 September 2019, Wish Serrano Hotel, Gramado, RS, Brazil/ IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference - Latin America - Piscataway, NJ: IEEE, 2019 . - 2019, S. 1-6
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Investigation of the tin-doped phosphor (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn2+ for fluid temperature measurements
Fond, Benoit; Abram, Christopher; Pougin, Miriam; Beyrau, Frank
In: Optical materials express - Washington, DC: Optica, Bd. 9 (2019), 2, S. 802-818
A delayed gating approach for interference-free ratio-based phosphor thermometry
Mendieta, Aldo; Fond, Benoit; Dragomirov, Plamen; Beyrau, Frank
In: Measurement science and technology: devoted to the theory, practice and application of measurement in physics, chemistry, engineering and the environmental and life sciences from inception to commercial exploitation - Bristol: IOP Publ., Volume 30, issue 7, (2019), article 074002, insgesamt 10 Seiten
Characterisation of dispersed phosphor particles for quantitative photoluminescence measurements
Fond, Benoit; Abram, Christopher; Pougin, M.; Beyrau, Frank
In: Optical materials: an international journal on the physics and chemistry of optical materials and their applications, including devices - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 89.2019, S. 615-622
Numerical investigation and experimental comparison of the gas dynamics in a highly underexpanded confined real gas jet
Xiao, Cheng-Nian; Fond, Benoit; Beyrau, Frank; TJoen, Christophe; Henkes, Ruud; Veenstra, Peter; Wachem, Berend
In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.]: Springer Science + Business Media B.V., Bd. 103 (2019), 1, S. 141-173
The effect of operating parameters on the formation of fuel wall films as a basis for the reduction of engine particulate emissions
Schulz, Florian; Beyrau, Frank
In: Fuel: the science and technology of fuel and energy - New York, NY [u.a.]: Elsevier, Bd. 238.2019, S. 375-384
Dissertation
Visualisierung und Quantifizierung von Makro- und Mikromischen in einem Flüssig/Flüssig-System
Lehwald, Andreas; Thévenin, Dominique; Beyrau, Frank
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2019, XXI, 187 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 174-184][Literaturverzeichnis: Seite 174-184]
Wissenschaftliche Monographie
Intelligentes Multi-Energie-System (SmartMES) - Statusbericht der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zum Verbundprojekt : 2. Statusseminar 04. April 2019 in Magdeburg
Wolter, Martin; Beyrau, Frank; Tsotsas, Evangelos; Klabunde, Christian; Dancker, Jonte; Könneke, Nicola; Schröter, Tamara; Schulz, Florian; Rossberg, Jari
In: Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität, 2019, VI, 81 Seiten, Diagramme, 21 cm - (Res electricae Magdeburgenses; Band 76)Kongress: Projekt SmartMES 2 (Magdeburg : 2019.04.04)
2018
Abstract
Exploiting optical signals from single-phosphor particles for simultaneous point measurements of flow temperature and velocity
Mendieta, Aldo; Fond, Benoit; Dragomirov, Plamen; Beyrau, Frank
In: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry: July 25th -27th, 2018, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland - Glasgow[Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]
Phosphor thermometry for the validation of computational fluid dynamics simulations of heat transfer in compressible real-gas flows
Fond, Benoit; Xiao, Cheng; Abram, Christopher; T'Joen, Christophe; Wachem, Berend; Beyrau, Frank
In: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry : July 25th -27th, 2018, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland - Glasgow , 2018 [Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]
Characterising dispersed phosphor particles for fluid thermometry
Abram, Christopher; Fond, Benoit; Pougin, Miriam; Beyrau, Frank
In: Glasgow, 2018[Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]
Simultaneous measurements of the thermal and velocity boundary layer over a heated flat plate using thermographic laser Doppler velocimetry
Ojo, Anthony; Fond, Benoit; Abram, Christopher; Wachem, Berend; Heyes, Andrew; Beyrau, Frank
In: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry : July 25th -27th, 2018, Technology and Innovation Centre, University of Strathclyde, Glasgow, Scotland - Glasgow , 2018 [Konferenz: Inaugural International Conference on Phosphor Thermometry, IGET 2018, Glasgow, Scotland, July 25th -27th, 2018]
Buchbeitrag
Wirtschaftlichkeitsanalyse von Systemen zur Abwärmenutzung
Schulz, Florian; Sauerhering, Jörg; Beyrau, Frank
In: Konvergente Infrastrukturen: 19. Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF - Magdeburg, S. 5, 2018[Tagung: 19. Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF, Magdeburg, 24.11.2017]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Flame synthesis of nanophosphors using sub-micron aerosols
Abram, Christopher; Mezhericher, Maksim; Beyrau, Frank; Stone, Howard A.; Ju, Yiguang
In: Proceedings of the Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 2018
Laser-based measurements of surface cooling following fuel spray impingement
Mendieta, Aldo; Dragomirov, Plamen; Schulz, Florian; Beyrau, Frank; Samenfink, Wolfgang; Schuenemann, Erik
In: SAE technical papers - Warrendale, Pa: Soc, 2018, Paper 2018-01-0273, insgesamt 9 S.
Comparison of the spray and the spray/wall interaction of two gasoline injectors
Schulz, Florian; Beyrau, Frank
In: International journal of automotive technology: IJAT - Berlin: Springer, Bd. 19.2018, 4, S. 615-622
Joint experimental and numerical study of silica particulate synthesis in a turbulent reacting jet
Neuber, Gregor; Garcia, Carlos E.; Kronenburg, Andreas; Williams, Benjamin A. O.; Beyrau, Frank; Stein, Oliver T.; Cleary, Matthew J.
In: Proceedings of the Combustion Institute/ Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier . - 2018
Planar measurements of spray-induced wall cooling using phosphor thermometry
Dragomirov, Plamen; Mendieta, Aldo; Abram, Christopher; Fond, Benoit; Beyrau, Frank
In: Experiments in fluids - Berlin: Springer, Vol. 59.2018, 3, Art. 42, insgesamt 13 S.
Systematic investigation of fuel film evaporation
Schulz, Florian; Beyrau, Frank
In: SAE technical papers - Warrendale, Pa: Soc, 2018, Paper 2018-01-0310, insgesamt 11S.
Temperature measurement techniques for gas and liquid flows using thermographic phosphor tracer particles
Abram, Christopher; Fond, Benoit; Beyrau, Frank
In: Progress in energy and combustion science - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 64.2018, S. 93-156
Investigation of a highly underexpanded jet with real gas effects confined in a channel - flow field measurements
Fond, Benoît; Xiao, Cheng-Nian; TJoen, Christophe; Henkes, Ruud; Veenstra, Peter; Wachem, Berend; Beyrau, Frank
In: Experiments in fluids - Berlin: Springer, Vol. 59. 2018, 10, Art. 160, insgesamt 21 S.
Herausgeberschaft
Intelligentes Multi-Energie-System (SmartMES) - Statusbericht der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zum Verbundprojekt ; 1. Statusseminar 28. März 2018 in Magdeburg
Wolter, Martin; Beyrau, Frank; Tsotsas, Evangelos; Klabunde, Christian; Dancker, Jonte; Könneke, Nicola; Schröter, Tamara; Schulz, Florian; Rossberg, Jari; Richter, André
In: Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität, 2018, XII, 159 Seiten, Illustrationen, Diagramme, 21 cm - (Res electricae Magdeburgenses; Band 74)Kongress: Statusseminar 1 (Magdeburg : 2018.03.28)
2017
Buchbeitrag
The influence of spray parameters on the formation of fuel wall films
Schulz, Florian; Schmidt, Jürgen; Beyrau, Frank
In: ILASS Brigthon 2016, 4-7 September/ European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, 2016, 2016, Paper AS-10, insgesamt 8 S.[Konferenz: 27. European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, ILASS, Brighton, 04-07 September, 2016]
Sprayvermessung einer Benzin-Wasser-Emulsion
Rottengruber, Hermann; Wagner, Thilo; Beyrau, Frank; Dragomirov, Plamen; Schaub, Maximilian
In: 10. Tagung Diesel- und Benzindirekteinspritzung 2016 - Inklusive Gaseinblasung - Wiesbaden : Springer Fachmedien Wiesbaden . - 2017, S. 381-402 [Kongress: 10. Tagung Diesel- und Benzindirekteinspritzung 2016, 24. - 25. November, Berlin]
Untersuchung der Spraycharakteristik für die Effizienzsteigerung von rücklaufgeregelten Dralldruckdüsen
Butscher, Daniel; Sauerhering, Jörg; Beyrau, Frank; Schmidt, Jürgen
In: 13. Magdeburger Maschinenbau-Tage 2017/ Magdeburger Maschinenbau-Tage - Magdeburg: Universitätsbibliothek; Kasper, Roland . - 2017, S. 255-264
Optische Untersuchungen von rücklaufgeregelten Dralldruckdüsen in einemgroßen Betriebsbereich
Sauerhering, Jörg; Beyrau, Frank; Schmidt, Jürgen
In: Experimentelle Strömungsmechanik - Karlsruhe: Deutsche Gesellschaft für Laser-Anemometrie GALA e.V., 2017, Seite 65-1-65-8[Tagung: 25. Fachtagung Experimentelle Strömungsmechanik, Karlsruhe, 5. - 7. September 2017]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Investigation of BAM - Eu 2+ particles as a tracer for temperature imaging in flames
Yin, Zhiyao; Fond, Benoit; Eckel, Georg; Abram, Christopher; Meier, Wolfgang; Boxx, Isaac; Beyrau, Frank
In: Combustion and flame - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, 1957, Bd. 184.2017, S. 249-251
The influence of flash-boiling on spray-targeting and fuel film formation
Schulz, Florian; Beyrau, Frank
In: Fuel - New York, NY [u.a.]: Elsevier, 1970, Bd. 208.2017, S. 587-594
Three-color vibrational CARS thermometry of fuel-rich ethylene/air flames using a potassium gadolinium tungstate Raman-active crystal as a source of narrowband probe radiation
Meißner, Christian; Tröger, Johannes W.; Kozlov, Dimitrii N.; Beyrau, Frank; Seeger, Thomas
In: Applied optics - Washington, DC: Optical Soc. of America, 1962, Vol. 56.2017, 11, S. E77-E83
Comparative flame structure investigation of normal and inverse turbulent non-premixed oxy-fuel flames using experimentally recorded and numerically predicted Rayleigh and OH-PLIF signals
Hunger, Franziska; Zulkifli, Meor F.; Williams, Benjamin A. O.; Beyrau, Frank; Hasse, Christian
In: Proceedings of the Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 2000, Bd. 36.2017, 2, S. 1713-1720
Comparison of Raman-active crystals as a narrowband probe light source for picosecond three-color vibrational CARS thermometry
Meißner, Christian; Tröger, Johannes W.; Kozlov, Dimitrii N.; Beyrau, Frank; Seeger, Thomas
In: Journal of Raman spectroscopy - Chichester [u.a.]: Wiley, 1973, Bd. 48.2017, 8, S. 1026-1032
Thermographic laser Doppler velocimetry using the phase-shifted luminescence of BAM:Eu 2+ phosphor particles for thermometry
Ojo, Anthony O.; Fond, Benoit; Abram, Christopher; Wachem, Berend; Heyes, Andrew L.; Beyrau, Frank
In: Optics express - Washington, DC: Soc., 1997, Bd. 25.2017, 10, S. 11833-11843
2016
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Novel method for the measurement of liquid film thickness during fuel spray impingement on surfaces
Henkel, S.; Beyrau, Frank; Hardalupas, Y.; Taylor, A. M. K. P.
In: Optics express - Washington, DC : Soc, Bd. 24.2016, 3, S. 2542-2561
On the kinetics of thermal oxidation of the thermographic phosphor BaMgAL 10O 17: Eu
Yáñez-González, Álvaro; Wachem, Berend van; Skinner, Stephen; Beyrau, Frank; Heyes, Andrew
In: Materials and design - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 108 (2016), S. 145-150
Development of an optical thermal history coating sensor based on the oxidation of a divalent rare earth ion phosphor
Yáñez-González, Álvaro; Ruiz-Trejo, Enrique; Wachem, Berend; Skinner, Stephen; Beyrau, Frank; Heyes, Andrew
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ - 27.2016, 11, Art.115103, insgesamt 9 S.
Systematic LIF fuel wall film investigation
Schulz, Florian; Samenfink, W.; Schmidt, Jürgen; Beyrau, Frank
In: Fuel : the science and technology of fuel and energy - New York, NY [u.a.] : Elsevier, Bd. 172.2016, S. 284-292
Simultaneous kHz-rate temperature and velocity field measurements in the flow emanating from angled and trenched film cooling holes
Schreivogel, P.; Abram, C.; Fond, B.; Straußwald, M.; Beyrau, F.; Pfitzner, M.
In: International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, S. 390-400, ISSN 00179310, 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.06.092
A combined experimental and numerical study of laminar and turbulent non-piloted oxy-fuel jet flames using a direct comparison of the rayleigh signal
Hunger, Franziska; Zulkifli, Meor F.; Williams, Benjamin A. O.; Beyrau, Frank; Hasse, Christian
In: Flow, turbulence and combustion - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, Bd. 97.2016, 1, S. 231-262
Soft tissue phantoms for realistic needle insertion - a comparative study
Leibinger, Alexander; Forte, Antonio E.; Tan, Zhengchu; Oldfield, Matthew J.; Beyrau, Frank; Dini, Daniele; Rodriguez y Baena, Ferdinando
In: Annals of biomedical engineering - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, Bd. 44.2016, 8, S. 2442-2452
2015
Buchbeitrag
Numerische Strömungsberechnung von dieselmotorischen Vorgängen
Buchtatyj, Denis; Dragomirov, Plamen; Thévenin, Dominique; Beyrau, Frank; Bartel, Dirk
In: Smart, effizient, mobil - 12. Magdeburger Maschinenbau-Tage ; 30. September und 1. Oktober 2015 - Magdeburg : Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg - 2015, Beitrag A8-4, insgesamt 11 S. Kongress: Magdeburger Maschinenbau-Tage 12 Magdeburg 2015.09.30-10.01
Investigation of the combustion of alternative diesel fuels in an optical engine
Dragomirov, Plamen; Sauerhering, Jörg; Beyrau, Frank; Schmidt, Jürgen; Rottengruber, Hermann
In: Internationaler Motorenkongress 2015 / Liebl , Johannes - Wiesbaden : Springer Vieweg, S. 465-466 [Kapitel: Verbrennung Dieselmotor]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Thermal radiation from vapour cloud explosions
Hadjipanayis, M. A.; Beyrau, Frank; Lindstedt, R. P.; Atkinson, G.; Cusco, L.
In: Process safety and environmental protection - Amsterdam: Elsevier, 1990, Bd. 94.2015, S. 517-527
Thermographic laser Doppler velocimetry
Ojo, Anthony O.; Fond, Benoit; Wachem, Berend; Heyes, Andrew L.; Beyrau, Frank
In: Optics letters - Washington, DC: Soc, 1977, Bd. 40.2015, 20, S. 4759-4762
Development of a sensitive experimental set-up for LIF fuel wall film measurements in a pressure vessel
Schulz, Florian; Schmidt, Jürgen; Beyrau, Frank
In: Experiments in fluids - Berlin: Springer, 1983, Bd. 56.2015, 5, insges. 16 S.
On-Line temperature measurement inside a thermal barrier sensor coating during engine operation
Yañez Gonzalez, A.; Pilgrim, C. C.; Feist, J. P.; Sollazzo, P. Y.; Beyrau, Frank; Heyes, A. L.
In: Journal of turbomachinery - New York, NY: ASME, 1986, Vol. 137.2015, 10, Art. 101004, insgesamt 9 S.
On the alignment of fluid-dynamic principal strain-rates with the 3D flamelet-normal in a premixed turbulent V-flame
Sponfeldner, T.; Boxx, I.; Beyrau, Frank; Hardalupas, Y.; Meier, W.; Taylor, A. M. K. P.
In: Proceedings of the Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 2000, Bd. 35.2015, 2, S. 1269-1276
On the characterisation of tracer particles for thermographic particle image velocimetry
Fond, Benoit; Abram, Christopher; Beyrau, Frank
In: Applied physics / B - Berlin: Springer, 1981, Bd. 118.2015, 3, S. 393-399
Time-resolved temperature measurements for inert and reactive particles in explosive atmospheres
Beyrau, Frank; Hadjipanayis, M. A.; Lindstedt, R. P.
In: Proceedings of the Combustion Institute/ Combustion Institute - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 2000, Bd. 35.2015, 2, S. 2067-2074
The structure of turbulent flames in fractal- and regular-grid-generated turbulence
Sponfeldner, Thomas; Soulopoulos, Nikolaos; Beyrau, Frank; Hardalupas, Yannis; Taylor, Alex M. K. P.; Vassilicos, J. Christos
In: Combustion and flame - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, 1957, Bd. 162.2015, 9, S. 3379-3393
Reusable thermal history sensing via oxidation of a divalent rare earth ion-based phosphor synthesized by the solgel process
González, Álvaro Yáñez; Skinner, Stephen; Beyrau, Frank; Heyes, Andrew L.
In: Heat transfer engineering - London [u.a.]: Taylor & Francis, 1979, Bd. 36.2015, 14/15, S. 1275-1281[Special Issue: Special Issue: Selected Papers Presented at the 13th UK Heat Transfer Conference, September 2-3, 2013, Imperial College London, London, UK]
A detailed characterization of BaMgAl 10O 17:Eu phosphor as a thermal history sensor for harsh environments
Yáñez-González, Álvaro; Ruiz-Trejo, Enrique; Wachem, Berend; Skinner, Stephen; Beyrau, Frank; Heyes, Andrew
In: Sensors and actuators
High-precision flow temperature imaging using ZnO thermographic phosphor tracer particles
Abram, Christopher; Fond, Benoit; Beyrau, Frank
In: Optics Express, 2015, S. 19453, ISSN 1094-4087, 10.1364/OE.23.019453
Analysis of flow boiling heat transfer in narrow annular gaps applying the design of experiments method
Boye, Gunar; Schmidt, Jürgen; Beyrau, Frank
In: Advances in mechanical engineering - London: Sage Publishing, 2009, Bd. 7.2015, 6, insges. 14 S.
Artikel in Kongressband
Comparison of diesel fuel and hydrogenated vegetable oil combustion in an optical engine by means of simultaneous two-colour imaging and OH* chemiluminescence
Dragomirov, Plamen; Sauerhering, Joerg; Hadler, Jens; Rottengruber, Hermann; Schmidt, Juergen; Beyrau, Frank
In: 2015
Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift
Characterisation of the luminescence properties of BAM:Eu2+ particles as a tracer for thermographic particle image velocimetry
Fond, Benoit; Abram, Christopher; Beyrau, Frank
In: Applied Physics B: Lasers and Optics (2015)
2014
Buchbeitrag
LIF-Untersuchung der Kraftstoffwandbenetzung unter den Bedingungen eines Ottomotors
Schulz, Florian; Beyrau, Frank; Schmidt, Jürgen
In: 9. Tagung Diesel- und Benzindirekteinspritzung 2014: proceedings - Wiesbaden: Springer Vieweg, 2014 . - 2014, S. 353-372Kongress: Tagung Diesel- und Benzindirekteinspritzung 9 (Berlin : 2014.12.03-04)
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Highly resolved strain imaging during needle insertion: Results with a novel biologically inspired device
Oldfield, M.J.; Burrows, C.; Kerl, J.; Frasson, L.; Parittotokkaporn, T.; Beyrau, F.; Rodriguez y Baena, F.
In: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol. 30, 2014, S. 50-60, ISSN 17516161, 10.1016/j.jmbbm.2013.10.016
Herausgeberschaft
Temperature sensing inside thermal barrier coatings using phosphor thermometry
Yañez Gonzalez, A.; Pilgrim, C.C.; Sollazzo, P.Y.; Heyes, A.L.; Feist, J.P.; Nicholls, J.R.; Beyrau, F.
In: IET Conference Publications, Vol. 2014, 2014, Issue 630 CP, 10.1049/cp.2014.0540
A reusable thermal history sensor based on the oxidation of a divalent rare earth ion based phosphor synthesized by the sol- Gel process
González, A.Y.; Skinner, S.; Beyrau, F.; Heyes, A.L.
In: IET Conference Publications, Vol. 2014, 2014, Issue 630 CP, 10.1049/cp.2014.0536
A reusable thermal history sensor based on the oxidation of a divalent rare earth ion based phosphor synthesized by the sol-gel process
Yáñez González, A.; Skinner, S.; Beyrau, F.; Heyes, A.L.
In: Proceedings of the International Instrumentation Symposium, 2014, ISSN 15588041
Temperature sensing inside thermal barrier coatings using phosphor thermometry
Yañez Gonzalez, A.; Pilgrim, C.C.; Sollazzo, P.Y.; Heyes, A.L.; Feist, J.P.; Nicholls, J.R.; Beyrau, F.
In: Proceedings of the International Instrumentation Symposium, 2014, ISSN 15588041
Thermographic particle image velocimetry
Fond, B.; Abram, C.; Beyrau, F.
In: Optics InfoBase Conference Papers, 2014, ISSN 21622701
Needle geometry, target migration and substrate interactions in high resolution
Oldfield, Matthew; Leibinger, Alexander; Kaufmann, Pia-Afra; Bertucchi, Marine; Beyrau, Frank; Rodriguez y Baena, Ferdinando
In: 2014, S. 852-855, 10.1109/EMBC.2014.6943725
2013
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Ignition of fuel/air mixtures by radiatively heated particles
Beyrau, F.; Hadjipanayis, M.A.; Lindstedt, R.P.
In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 34, 2013, Issue 2, S. 2065-2072, ISSN 15407489, 10.1016/j.proci.2012.07.012
Turbulent premixed flames on fractal-grid-generated turbulence
Soulopoulos, N.; Kerl, J.; Sponfeldner, T.; Beyrau, F.; Hardalupas, Y.; Taylor, A.M.K.P.; Vassilicos, J.C.
In: Fluid Dynamics Research, Vol. 45, 2013, Issue 6, ISSN 01695983, 10.1088/0169-5983/45/6/061404
High-speed planar thermometry and velocimetry using thermographic phosphor particles
Abram, C.; Fond, B.; Heyes, A.L.; Beyrau, F.
In: Applied Physics B: Lasers and Optics, Vol. 111, 2013, Issue 2, S. 155-160, ISSN 09462171, 10.1007/s00340-013-5411-8
Three-dimensional flame displacement speed and flame front curvature measurements using quad-plane PIV
Kerl, J.; Lawn, C.; Beyrau, F.
In: Combustion and Flame, Vol. 160, 2013, Issue 12, S. 2757-2769, ISSN 00102180, 10.1016/j.combustflame.2013.07.002
Laser induced phosphorescence imaging for the investigation of evaporating liquid flows This article is part of the Topical Collection on Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics 2012
Charogiannis, A.; Beyrau, F.
In: Experiments in Fluids, Vol. 54, 2013, Issue 5, ISSN 07234864, 10.1007/s00348-013-1518-2
Turbulent premixed flames on fractal-grid-generated turbulence
Soulopoulos, N; Kerl, J; Sponfeldner, T; Beyrau, F; Hardalupas, Y; Taylor, A M K P; Vassilicos, J C
In: Fluid Dynamics Research, 2013, S. 061404, ISSN 0169-5983, 10.1088/0169-5983/45/6/061404
Herausgeberschaft
Thermographic particle image velocimetry
Beyrau, F.
In: Optics InfoBase Conference Papers, 2013, ISSN 21622701
2012
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Tissue deformation analysis using a laser based digital image correlation technique
Kerl, J.; Parittotokkaporn, T.; Frasson, L.; Oldfield, M.; Rodriguez y Baena, F.; Beyrau, F.
In: Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol. 6, 2012, S. 159-165, ISSN 17516161, 10.1016/j.jmbbm.2011.10.007
Simultaneous temperature,mixture fraction and velocity imaging in turbulent flows using thermographic phosphor tracer particles
Fond, B.; Abram, C.; Heyes, A.L.; Kempf, A.M.; Beyrau, F.
In: Optics Express, Vol. 20, 2012, Issue 20, S. 22118-22133, ISSN 10944087, 10.1364/OE.20.022118
Herausgeberschaft
Laser thermometry techniques for combustion diagnostics
Beyrau, F.
In: Optical Instrumentation for Energy and Environmental Applications, E2 2012, 2012
2011
Begutachteter Zeitschriftenartikel
An external Raman laser for combustion diagnostics
Kerl, J.; Sponfeldner, T.; Beyrau, F.
In: Combustion and Flame, Vol. 158, 2011, Issue 10, S. 1905-1907, ISSN 00102180, 10.1016/j.combustflame.2011.03.004
Herausgeberschaft
Laser induced fluorescence for quantitative temperature and concentration measurements in internal combustion engines
Beyrau, F.
In: 2011 Conference on Lasers and Electro-Optics: Laser Science to Photonic Applications, CLEO 2011, 2011
Laser induced fluorescence for quantitative temperature and concentration measurements in internal combustion engines
Beyrau, F.
In: Optics InfoBase Conference Papers, 2011, ISSN 21622701
2010
Begutachteter Zeitschriftenartikel
A-priori testing of an eddy viscosity model for the density-weighted subgrid scale stress tensor in turbulent premixed flames
Pfadler, S.; Beyrau, F.; Dinkelacker, F.; Leipertz, A.
In: Experiments in Fluids, Vol. 49, 2010, Issue 4, S. 839-851, ISSN 07234864, 10.1007/s00348-009-0799-y
Technical feasibility of electric field control for turbulent premixed flames
Altendorfner, F.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Hammer, T.; Most, D.; Lins, G.; Branston, D.W.
In: Chemical Engineering and Technology, Vol. 33, 2010, Issue 4, S. 647-653, ISSN 09307516, 10.1002/ceat.200900625
Herausgeberschaft
Application of a dual-pump vibrational and pure rotational CARS system for temperature and multi-species measurements inside a porous burner
Seeger, T.; Weikl, M.C.; Tedder, S.A.; Beyrau, F.; Kiefer, J.; Leipertz, A.
In: Optics InfoBase Conference Papers, 2010, ISSN 21622701
Multi-species detection with dual-pump-CARS: Possibilities and limitations
Eichmann, S.C.; Gao, Y.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Physics Procedia, Vol. 5, 2010, Issue PART 2, S. 703-712, ISSN 18753884, 10.1016/j.phpro.2010.08.102
2009
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Validation experiments for spatially resolved one-dimensional emission spectroscopy temperature measurements by dual-pump CARS in a sooting flame
Weikl, M.C.; Seeger, T.; Wendler, M.; Sommer, R.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 32 I, 2009, S. 745-752, ISSN 15407489, 10.1016/j.proci.2008.07.019
Industrial application potential for electric fields to control turbulent premixed flames [Technisches Anwendungspotenzial elektrischer Felder zur Steuerung turbulenter vorgemischter Flammen]
Altendorfner, F.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Hammer, T.; Most, D.; Lins, .; Branston, D.W.
In: Chemie-Ingenieur-Technik, Vol. 81, 2009, Issue 10, S. 1631-1638, ISSN 0009286X, 10.1002/cite.200900053
High resolution dual-plane stereo-PIV for validation of subgrid scale models in large-eddy simulations of turbulent premixed flames
Pfadler, S.; Dinkelacker, F.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Combustion and Flame, Vol. 156, 2009, Issue 8, S. 1552-1564, ISSN 00102180, 10.1016/j.combustflame.2009.02.010
Direct evaluation of the subgrid scale scalar flux in turbulent premixed flames with conditioned dual-plane stereo PIV
Pfadler, S.; Kerl, J.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Sadiki, A.; Scheuerlein, J.; Dinkelacker, F.
In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 32 II, 2009, S. 1723-1730, ISSN 15407489, 10.1016/j.proci.2008.05.027
Non-intrusive gas-phase temperature measurements inside a porous burner using dual-pump CARS
Kiefer, J.; Weikl, M.C.; Seeger, T.; Von Issendorff, F.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 32 II, 2009, S. 3123-3129, ISSN 15407489, 10.1016/j.proci.2008.06.026
Simultaneous quantitative measurements of temperature and residual gas fields inside a fired SI-engine using acetone laser-induced fluorescence
Löffler, M.; Kröckel, K.; Koch, P.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Grasreiner, S.; Heinisch, A.
In: SAE Technical Papers, 2009, 10.4271/2009-01-0656
2008
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Experimental determination of the sub-grid scale scalar flux in a non-reacting jet-flow
Löffler, M.; Pfadler, S.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Dinkelacker, F.; Huai, Y.; Sadiki, A.
In: Flow, Turbulence and Combustion, Vol. 81, 2008, Issue 1-2, S. 205-219, ISSN 13866184, 10.1007/s10494-007-9102-6
2007
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Comparison of temperature measurements through coherent anti-Stokes Raman scattering and numerical simulations of incineration in porous media [Vergleich von temperaturmessungen mittels kohärenter anti-Stokes Raman-Streuung und numerischen simulationen von verbrennung in porösen medien]
Seeger, T.; Kiefer, J.; Hierold, R.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Steven, M.; Von Issendorff, F.; Delgado, A.
In: VDI Berichte, 2007, Issue 1988, S. 139-145, ISSN 00835560
Detailed 2-D numerical simulations of rich, premixed laminar methane flames for CO concentrations and temperature
Muppala, S.P.R.; Sannala, S.K.R.; Aluri, N.K.; Dinkelacker, F.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Combustion Science and Technology, Vol. 179, 2007, Issue 9, S. 1797-1822, ISSN 00102202, 10.1080/00102200701260146
Behavior of the acetone laser-induced fluorescence under engine relevant conditions for the simultaneous visualization of temperature and concentration fields
Löffler, M.; Melcher, B.U.; Braeuer, A.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: SAE Technical Papers, 2007
Laser optical structural analysis of turbulent premixed flames: Comparison of different strategies for flame front detection [Laseroptische Strukturanalyse Turbulenter Vormischflammen: Vergleich Unterschiedlicher Strategien zur Flammenfrontdetektion]
Pfadler, S.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: VDI Berichte, 2007, Issue 1988, S. 743-749, ISSN 00835560
Numerical and experimental study of the vaporization cooling in gasoline direct injection sprays
Hildenbrand, S.; Staudacher, S.; Brüggemann, D.; Beyrau, F.; Weikl, M.C.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 31 II, 2007, S. 3067-3073, ISSN 15407489, 10.1016/j.proci.2006.07.092
Improvement of planar laser diagnostics by the application of a beam homogenizer
Pfadler, S.; Löffler, M.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Journal of Physics: Conference Series, Vol. 85, 2007, Issue 1, ISSN 17426588, 10.1088/1742-6596/85/1/012010
Locally resolved measurement of gas-phase temperature and EGR-ratio in an HCCI-engine and their influence on combustion timing
Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Leipertz, A.; Loch, A.; Jelitto, C.; Willand, J.
In: SAE Technical Papers, 2007
Flame front detection and characterization using conditioned particle image velocimetry (CPIV)
Pfadler, S.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Optics Express, Vol. 15, 2007, Issue 23, S. 15444-15456, ISSN 10944087, 10.1364/OE.15.015444
Herausgeberschaft
Development of supersonic combustion experiments for CFD modeling
Cutler, A.D.; Magnotti, G.; Baurle, R.; Bivolaru, D.; Tedder, S.; Danehy, P.M.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Seeger, T.
In: Collection of Technical Papers - 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Vol. 17, 2007, S. 11854-11866
Characterization of a combined CARS and interferometric rayleigh scattering system
Tedder, S.A.; Bivolaru, D.; Danehy, P.M.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Seeger, T.; Cutler, A.D.
In: Collection of Technical Papers - 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Vol. 15, 2007, S. 10587-10594
2006
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Investigation of the combustion process in an auxiliary heating system using dual-pump CARS
Braeuer, A.; Beyrau, F.; Weikl, M.C.; Seeger, T.; Kiefer, J.; Leipertz, A.; Holzwarth, A.; Soika, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 37, 2006, Issue 6, S. 633-640, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1489
Application of a beam homogenizer to planar laser diagnostics
Pfadler, S.; Beyrau, F.; Löffler, M.; Leipertz, A.
In: Optics Express, Vol. 14, 2006, Issue 22, S. 10171-10180, ISSN 10944087, 10.1364/OE.14.010171
Simultaneous temperature and exhaust-gas recirculation-measurements in a homogeneous charge-compression ignition engine by use of pure rotational coherent anti-Stokes Raman spectroscopy
Weik, M.C.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Applied Optics, Vol. 45, 2006, Issue 15, S. 3646-3651, ISSN 1559128X, 10.1364/AO.45.003646
Identification of spatial averaging effects in vibrational CARS spectra
Seeger, T.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 37, 2006, Issue 6, S. 641-646, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1501
Laser-induced fluorescence of ketones at elevated temperatures for pressures up to 20 bars by using a 248 nm excitation laser wavelength: Experiments and model improvements
Braeuer, A.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Applied Optics, Vol. 45, 2006, Issue 20, S. 4982-4989, ISSN 1559128X, 10.1364/AO.45.004982
Locally resolved investigation of the vaporization of GDI sprays applying different laser techniques
Beyrau, F.; Weikl, M.C.; Schmitz, I.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Atomization and Sprays, Vol. 16, 2006, Issue 3, S. 319-330, ISSN 10445110, 10.1615/AtomizSpr.v16.i3.50
Combined coherent anti-Stokes Raman spectroscopy and linear Raman spectroscopy for simultaneous temperature and multiple species measurements
Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Kiefer, J.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Optics Letters, Vol. 31, 2006, Issue 12, S. 1908-1910, ISSN 01469592, 10.1364/OL.31.001908
Linewidth modelling of C2H2-N2 mixtures tested by rotational CARS measurements
Buldyreva, J.; Bonamy, J.; Weikl, M.C.; Beyrau, F.; Seeger, T.; Leipertz, A.; Vestin, F.; Afzelius, M.; Bood, J.; Bengtsson, P.-E.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 37, 2006, Issue 6, S. 647-654, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1491
Herausgeberschaft
Temperature measurements for LII evaluation in non-premixed flames - Comparison between emission spectroscopy and CARS
Wendler, M.; Guevara, G.; Weikl, M.C.; Sommer, R.; Beyrau, F.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: CEUR Workshop Proceedings, Vol. 211, 2006, S. 16, ISSN 16130073
2005
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Interference effects of C2-radicals in nitrogen vibrational CARS thermometry using a frequency-doubled Nd:YAG laser
Malarski, A.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 36, 2005, Issue 2, S. 102-108, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1267
Simultaneous measurement of the temperature and fuel and oxygen concentrations in flames using the dual pump Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) technique [Simultane Messung der Temperatur sowie der Brennstoff- und Sauerstoffkonzentrationen in Flammen mittels der Dual-Pump-CARS-Technik]
Seeger, T.; Beyrau, F.; Malarski, A.; Leipertz, A.
In: VDI Berichte, 2005, Issue 1888, S. 347-354, ISSN 00835560
2004
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Comprehensive characterization of a sooting laminar methane-diffusion flame using different laser techniques
Seeger, T.; Egermann, J.; Dankers, S.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Chemical Engineering and Technology, Vol. 27, 2004, Issue 11, S. 1150-1156, ISSN 09307516, 10.1002/ceat.200407003
Gas-phase temperature measurement in the vaporizing spray of a gasoline direct-injection injector by use of pure rotational coherent anti-Stokes Raman scattering
Beyrau, F.; Bräuer, A.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Optics Letters, Vol. 29, 2004, Issue 3, S. 247-249, ISSN 01469592, 10.1364/OL.29.000247
Temperature and CO concentration measurements in a partially premixed CH4/air coflowing jet flame using coherent anti-stokes raman scattering
Datta, A.; Seeger, T.; Beyrau, F.; Leipertz, A.
In: Combustion Science and Technology, Vol. 176, 2004, Issue 11, S. 1965-1984, ISSN 00102202, 10.1080/00102200490504607
Determination of the gas-phase temperature in the vaporizing spray of a GDI-injector using pure rotational cars
Beyrau, F.; Bräuer, A.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: SAE Technical Papers, 2004, 10.4271/2004-01-1350
Application of an optical pulse stretcher to coherent anti-Stokes Raman spectroscopy
Beyrau, F.; Weikl, M.C.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Optics Letters, Vol. 29, 2004, Issue 20, S. 2381-2383, ISSN 01469592, 10.1364/OL.29.002381
2003
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Determination of temperatures and fuel/air ratios in an ethene-air flame by dual-pump CARS
Beyrau, F.; Seeger, T.; Malarski, A.; Leipertz, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 34, 2003, Issue 12, S. 946-951, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1092
Dual-Pump-CARS-Verfahren zur simultanen Temperatur- und N 2/O 2/CO-Konzentrationsbestimmung am Beispiel einer teilvorgemischten Methan-Luft Flamme
Seeger, T.; Beyrau, F.; Malarski, A.; Leipertz, A.
In: VDI Berichte, 2003, Issue 1750, S. 359-364, ISSN 00835560
High-pressure pure rotational CARS: Comparison of temperature measurements with O2, N2 and synthetic air
Seeger, T.; Beyrau, F.; Bräuer, A.; Leipertz, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 34, 2003, Issue 12, S. 932-939, ISSN 03770486, 10.1002/jrs.1094
2002
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Dual-pump CARS for the simultaneous detection of N2, O2 and CO in CH4 flames
Beyrau, F.; Datta, A.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: Journal of Raman Spectroscopy, Vol. 33, 2002, Issue 11-12, S. 919-924, ISSN 03770486
Herausgeberschaft
Temperature and CO concentration measurements in a partially premixed flame
Datta, A.; Beyrau, F.; Seeger, T.; Leipertz, A.
In: International Symposium on Combustion Abstracts of Works-in-Progress Posters, 2002, S. 349
Comprehensive characterization of a laminar sooting methane diffusion flame using different laser techniques
Leipertz, A.; Seeger, T.; Egermann, J.; Dankers, S.; Beyrau, F.
In: International Symposium on Combustion Abstracts of Works-in-Progress Posters, 2002, S. 31
2001
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Experimentelle Untersuchungen von rußenden laminaren Methan-Luft-Flammen
Seeger, Th.; Egermann, J.; Dankers, St.; Beyrau, F.; Will, St.; Leipertz, A.
In: VDI Berichte, 2001, Issue 1629, S. 441-446, ISSN 00835560
1998
Herausgeberschaft
Analysis of microstructure changes and dynamic processes at rough surfac using speckle correlation
Fricke-Begemann, T.; Beyrau, F.; Gülker, G.; Hinsch, K.D.; Jäschke, P.; Wolff, K.
In: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Vol. 3426, 1998, S. 113-123, ISSN 0277786X, 10.1117/12.328445
- Stadtwerke Burg Energienetze mbH
- Princeton University
- Fraunhofer IFF, Magdeburg
- ABO Wind AG
- Verbrennungstechnik
- Motorische Verbrennung
- Spraydiagnostik
- Reaktive und nichtreaktive Strömungen
- Laserdiagnostik
- Dichte, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität und Temperaturleitfähigkeit in festen und dichten Werkstoffen bis 1500°C
- Wärmeleitfähigkeit in Porenkörpern, Schüttungen, etc. bis 700°C
- Wärmeleitfähigkeit dünner Schichten bis 300°C
- Reaktionsenthalpien, Zersetzungstemperaturen (Reaktionskalorimetrie)
- Experimentelle Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeiten unter stationären und transienten Bedingungen
- Infrarotthermografie
- Numerische Modellierung des Wärme- und Stofftransports
- Experimentelle Bestimmung von Wärmeübergangskoeffizienten
Charakterisierung von Strömungen mittels Laserdiagnostik
- Laminare und turbulente Flammen
- Motorische Verbrennungsprozesse
- Sprays
- Konvektionsphänomene
- Wärmeübertragung
seit 2015 | Leieter des Instituts für Strömungstechnik und Thermodynamik (ISUT), Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik, Otto-von Guericke-Universität Magdeburg |
seit 2014 | Inhaber des Lehrstuhls für Technische Thermodynamik (LTT), Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik, Otto-von Guericke-Universität Magdeburg |
2014 | Reader in Combustion Diagnostics, Mechanical Engineering Department, Imperial College London, UK |
2008-2014 | Senior Lecturer, Mechanical Engineering Department, Imperial College London, UK |
2005-2008 | Leiter der AG "Verbrennungstechnik" am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik, Universität Erlangen-Nürnberg |
2005 | Promotion zum Dr.-Ing., Fachgebiet Chemie-und Bioingenieurwesen, Universität Erlangen-Nürnberg, summa cum laude |
1999 | Studium der Physik, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, sehr gut |