Ultraschnelle bildgebende Verfahren sind wesentliche Werkzeuge für die Analyse dynamischer Prozesse wie Mehrphasenströmungen. Mehrphasenströmungen treten in einer Vielzahl von technischen Prozessen auf. Ihre Eigenschaften sind wesentlich für die Leistung von chemischen Reaktoren, Rektifikations- und Extraktionskolonnen, in der Rohölverarbeitung, in Solarkraftwerken, Kühlschränken und in der Bioverfahrenstechnik. Die Modellierung von Mehrphasenströmungen ist jedoch aufgrund der Vielzahl der beteiligten physikalischen Effekte immer noch eine Herausforderung. Für die Validierung derartiger numerischer Modelle sind präzise 3D-Messungen unabdingbar.

Ziel des Projekts ROOF ist die Kombination der ultraschnellen Röntgentomographieanlage der TU Dresden mit einer bildbasierten Verfolgung einzelner Partikel oder Blasen. Die UFO-Gruppe am Karlsruher Institut für Technologie wird mit einem schnellen Datenerfassungssystem, GPU-basierten Bildrekonstruktionsverfahren und fortschrittlichen Steuerungsalgorithmen dazu beitragen. Das Experiment ist für mindestens 100 Bilder pro Sekunde mit einer räumlichen Auflösung von 1 mm ausgelegt. In der ersten Projektphase soll die Verfolgung von Einzelblasen in Blasenschwärmen demonstriert werden. Das Endziel ist ein validiertes Messsystem zur Beobachtung der Eigenschaften von Mehrphasenströmungen in Abhängigkeit von Materialzusammensetzung, Verweilzeit und Fragmentierung in Echtzeit.

Erforderliche Schlüsseltechnologien sind:

• Online tomographische Rekonstruktionstechniken
• Algorithmen zur Mustererkennung und -verfolgung
• Fortschrittliche Rekonstruktion hoher Qualität und Quantifizierung von Unsicherheit