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Für den Wärmetransport in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion sind die beiden Grenzschichten an Heiz- und Kühlplatte von besonderer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird über die Messung von dreidimensionalen Geschwindigkeits- und Temperaturfeldern in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion mittels Laser-Doppler-Anemometrie und Mikro-Thermistor berichtet. Es wurden hochaufgelöste Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen innerhalb und außerhalb der Grenzschichten bei verschiedenen Rayleigh-Zahlen, Aspektverhältnissen und Messpositionen durchgeführt. Ein Teil der Daten wurde mit äquivalenten Ergebnissen aus direkten numerischen Simulationen (DNS) verglichen. Für die physikalische Beschreibung der Grenzschicht und für die Überprüfung von verschiedenen Grenzschichtmodellen, wie zum Beispiel die Prandtl-Blasius-Lösung, werden zeitgemittelte Geschwindigkeits- und Temperaturprofile, die Profile von deren Fluktuationen, die Skalierungsgrößen der Grenzschicht, die Scher-Reynolds-Zahl und die Invarianten des Reynoldsschen Spannungstensors bei Rayleigh-Zahlen im Bereich zwischen Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 9,78 × 10^{11} und für Aspektverhältnisse im Bereich zwischen [Gamma] = 1,0 und [Gamma] = 3,0 analysiert. Die dreidimensionalen Geschwindigkeitsmessungen haben gezeigt, dass in der Nähe der Kühlplatte bei Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 2,88 × 10^{10} keine wand-normale Geschwindigkeitskomponente existiert. Sowohl die viskose als auch die thermische Grenzschichtdicke skalieren mit der Rayleigh-Zahl wie [Delta] _v ∼ Ra^{−0,24} und [Delta] _ [Theta] ∼ Ra^{−0,24}. Der Vergleich der experimentell gewonnenen Daten mit denen aus der DNS basiert auf Ergebnissen bei Rayleigh-Zahlen Ra = 3 × 10^9 und Ra = 3 × 10^{10}, sowie einem festen Aspektverhältnis von [Gamma] = 1. Es zeigte sich, dass die gemessenen Geschwindigkeitsdaten sehr gut mit den DNS-Daten übereinstimmen [1], die Temperaturdaten jedoch leicht differieren. Speziell die gemessenen Temperaturprofile zeigen nicht den linearen Verlauf der DNS-Daten und die gemessenen Temperaturgradienten an der Wand sind signifikant größer als die DNS-Werte. Weiterhin wird in der Arbeit über simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen in der großen Konvektionszelle bei Ra = 8,96 × 10^{11}, [Gamma] = 1,13 an drei verschiedenen Messpositionen berichtet. Es wurden die Profile der wand-normalen Geschwindigkeit und der Temperatur untersucht sowie diffusiver und konvektiver Wärmetransport aus den gemessenen Geschwindigkeits- und Temperaturfluktuationen berechnet. Dabei zeigte es sich, dass bei der Wärmeübertragung innerhalb der Grenzschicht der diffusive und außerhalb der Grenzschicht der konvektive Transport dominiert. |
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Li, Ling 1983- (DE-588)1043511717 (DE-627)769738400 (DE-576)394871448 aut, Experimental investigation of the velocity and temperature fields near the walls in turbulent Rayleigh-Bénard convection vorgelegt von Ling Li, 2013, Online-Ressource (PDF-Datei: X, II, 106 S., 13,17 MB) graph. Darst., Text txt rdacontent, Computermedien c rdamedia, Online-Ressource cr rdacarrier, Unterschiede zwischen dem gedruckten Dokument und der elektronischen Ressource können nicht ausgeschlossen werden, Parallel als Druckausg. erschienen, Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013, Für den Wärmetransport in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion sind die beiden Grenzschichten an Heiz- und Kühlplatte von besonderer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird über die Messung von dreidimensionalen Geschwindigkeits- und Temperaturfeldern in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion mittels Laser-Doppler-Anemometrie und Mikro-Thermistor berichtet. Es wurden hochaufgelöste Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen innerhalb und außerhalb der Grenzschichten bei verschiedenen Rayleigh-Zahlen, Aspektverhältnissen und Messpositionen durchgeführt. Ein Teil der Daten wurde mit äquivalenten Ergebnissen aus direkten numerischen Simulationen (DNS) verglichen. Für die physikalische Beschreibung der Grenzschicht und für die Überprüfung von verschiedenen Grenzschichtmodellen, wie zum Beispiel die Prandtl-Blasius-Lösung, werden zeitgemittelte Geschwindigkeits- und Temperaturprofile, die Profile von deren Fluktuationen, die Skalierungsgrößen der Grenzschicht, die Scher-Reynolds-Zahl und die Invarianten des Reynoldsschen Spannungstensors bei Rayleigh-Zahlen im Bereich zwischen Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 9,78 × 10^{11} und für Aspektverhältnisse im Bereich zwischen [Gamma] = 1,0 und [Gamma] = 3,0 analysiert. Die dreidimensionalen Geschwindigkeitsmessungen haben gezeigt, dass in der Nähe der Kühlplatte bei Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 2,88 × 10^{10} keine wand-normale Geschwindigkeitskomponente existiert. Sowohl die viskose als auch die thermische Grenzschichtdicke skalieren mit der Rayleigh-Zahl wie [Delta] _v ∼ Ra^{−0,24} und [Delta] _ [Theta] ∼ Ra^{−0,24}. Der Vergleich der experimentell gewonnenen Daten mit denen aus der DNS basiert auf Ergebnissen bei Rayleigh-Zahlen Ra = 3 × 10^9 und Ra = 3 × 10^{10}, sowie einem festen Aspektverhältnis von [Gamma] = 1. Es zeigte sich, dass die gemessenen Geschwindigkeitsdaten sehr gut mit den DNS-Daten übereinstimmen [1], die Temperaturdaten jedoch leicht differieren. Speziell die gemessenen Temperaturprofile zeigen nicht den linearen Verlauf der DNS-Daten und die gemessenen Temperaturgradienten an der Wand sind signifikant größer als die DNS-Werte. Weiterhin wird in der Arbeit über simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen in der großen Konvektionszelle bei Ra = 8,96 × 10^{11}, [Gamma] = 1,13 an drei verschiedenen Messpositionen berichtet. Es wurden die Profile der wand-normalen Geschwindigkeit und der Temperatur untersucht sowie diffusiver und konvektiver Wärmetransport aus den gemessenen Geschwindigkeits- und Temperaturfluktuationen berechnet. Dabei zeigte es sich, dass bei der Wärmeübertragung innerhalb der Grenzschicht der diffusive und außerhalb der Grenzschicht der konvektive Transport dominiert., Systemvoraussetzungen: Acrobat reader., Archivierung/Langzeitarchivierung gewährleistet pdager DE-27, Langzeitarchivierung gewährleistet pdager, Hochschulschrift (DE-588)4113937-9 (DE-627)105825778 (DE-576)209480580 gnd-content, s (DE-588)4117265-6 (DE-627)105800570 (DE-576)209508507 Turbulente Strömung gnd, s (DE-588)4144456-5 (DE-627)104475757 (DE-576)209734175 Bénard-Effekt gnd, s (DE-588)4137696-1 (DE-627)105648116 (DE-576)209679816 Grenzschichtströmung gnd, (DE-627), Du Puits, Ronald 1964- (DE-588)133937690 (DE-627)55874303X (DE-576)300204353 oth, Schumacher, Jörg 1966- (DE-588)118040839 (DE-627)079207197 (DE-576)291681905 oth, Egbers, Christoph Gutachter oth, Ilmenau uvp, Druckausg. Li, Ling, 1983 - Experimental investigation of the velocity and temperature fields near the walls in turbulent Rayleigh-Bénard convection 2013 X, II, 106 S. (DE-627)755433807, http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=22807 text/html ilmedia/DBT kostenfrei kostenfrei Volltext, http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013000316 Resolving-System Volltext Volltext, http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013000316 2015-11-25 Resolving-System Volltext, http://d-nb.info/1077774451/34 2015-11-25 Langzeitarchivierung Nationalbibliothek Volltext, http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=22807 2015-11-25 Verlag kostenfrei Volltext, http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=22807 LFER, LFER 2019-05-07T00:00:00Z |
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Li, Ling, Experimental investigation of the velocity and temperature fields near the walls in turbulent Rayleigh-Bénard convection, Für den Wärmetransport in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion sind die beiden Grenzschichten an Heiz- und Kühlplatte von besonderer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wird über die Messung von dreidimensionalen Geschwindigkeits- und Temperaturfeldern in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion mittels Laser-Doppler-Anemometrie und Mikro-Thermistor berichtet. Es wurden hochaufgelöste Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen innerhalb und außerhalb der Grenzschichten bei verschiedenen Rayleigh-Zahlen, Aspektverhältnissen und Messpositionen durchgeführt. Ein Teil der Daten wurde mit äquivalenten Ergebnissen aus direkten numerischen Simulationen (DNS) verglichen. Für die physikalische Beschreibung der Grenzschicht und für die Überprüfung von verschiedenen Grenzschichtmodellen, wie zum Beispiel die Prandtl-Blasius-Lösung, werden zeitgemittelte Geschwindigkeits- und Temperaturprofile, die Profile von deren Fluktuationen, die Skalierungsgrößen der Grenzschicht, die Scher-Reynolds-Zahl und die Invarianten des Reynoldsschen Spannungstensors bei Rayleigh-Zahlen im Bereich zwischen Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 9,78 × 10^{11} und für Aspektverhältnisse im Bereich zwischen [Gamma] = 1,0 und [Gamma] = 3,0 analysiert. Die dreidimensionalen Geschwindigkeitsmessungen haben gezeigt, dass in der Nähe der Kühlplatte bei Ra = 3,44 × 10^9 und Ra = 2,88 × 10^{10} keine wand-normale Geschwindigkeitskomponente existiert. Sowohl die viskose als auch die thermische Grenzschichtdicke skalieren mit der Rayleigh-Zahl wie [Delta] _v ∼ Ra^{−0,24} und [Delta] _ [Theta] ∼ Ra^{−0,24}. Der Vergleich der experimentell gewonnenen Daten mit denen aus der DNS basiert auf Ergebnissen bei Rayleigh-Zahlen Ra = 3 × 10^9 und Ra = 3 × 10^{10}, sowie einem festen Aspektverhältnis von [Gamma] = 1. Es zeigte sich, dass die gemessenen Geschwindigkeitsdaten sehr gut mit den DNS-Daten übereinstimmen [1], die Temperaturdaten jedoch leicht differieren. Speziell die gemessenen Temperaturprofile zeigen nicht den linearen Verlauf der DNS-Daten und die gemessenen Temperaturgradienten an der Wand sind signifikant größer als die DNS-Werte. Weiterhin wird in der Arbeit über simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen in der großen Konvektionszelle bei Ra = 8,96 × 10^{11}, [Gamma] = 1,13 an drei verschiedenen Messpositionen berichtet. Es wurden die Profile der wand-normalen Geschwindigkeit und der Temperatur untersucht sowie diffusiver und konvektiver Wärmetransport aus den gemessenen Geschwindigkeits- und Temperaturfluktuationen berechnet. Dabei zeigte es sich, dass bei der Wärmeübertragung innerhalb der Grenzschicht der diffusive und außerhalb der Grenzschicht der konvektive Transport dominiert., Hochschulschrift, Turbulente Strömung, Bénard-Effekt, Grenzschichtströmung |
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