
Experimental and numerical investigation of Rayleigh-Bnard convection
Die Rayleigh-B nard-Konvektion - die Bewegung eines Fluids, die durch Auftriebskräfte aufgrund von Temperaturgradienten in Richtung der Schwerkraft angetrieben wird - spielt eine entscheidende Rolle bei zahlreichen Prozessen, die spontan in der Natur auftreten oder in technischen Anwendungen genutzt werden.
Das Verständnis der ihr innewohnenden chaotischen Entwicklung ist nur mit Hilfe von Messverfahren möglich, die Zugang zur instationären dreidimensionalen Verteilung aller thermofluiddynamischen Größen der Strömung geben. Die vorliegende Forschungsarbeit konzentriert sich auf die Anwendung der tomographischen PIV (Particle Image Velocimetry) zur Untersuchung der rotierenden und nicht rotierenden Rayleigh-B nard-Konvektion in einem länglichen Zylinder.
Die Konzeption eines für diesen Zweck geeigneten Versuchsgeräts und seine technischen Aspekte werden ausführlich erörtert, während die unter bestimmten Betriebsbedingungen durchgeführten Messungen mit den Ergebnissen direkter numerischer Simulationen verglichen werden, die die Auswirkungen des Vorhandenseins einer physischen Wand berücksichtigen.