Experimentelle Untersuchung wandnaher Transport- und Strukturbildungsprozesse in turbulenter Rayleigh-Bénard Konvektion

• Antragsteller: Privatdozent Dr.-Ing. Ronald du Puits
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320396053

Der Wärmetransport von einem Festkörper zu einem angrenzenden Fluid ist für eine Vielzahl von natürlichen und technischen Strömungsprozessen relevant. Im Rahmen der DFG-Forschergruppe FOR 1182 wird dieser physikalische Prozess experimentell im sogenannten Ilmenauer Fass - einem insgesamt acht Meter hohem und sieben Meter durchmessendem Rayleigh-Bénard Experiment - untersucht. Seit Ludwig Prandtls Arbeiten zum konvektiven Wärmeübergang ist bekannt, dass der konvektive Wärmeübergangskoeffizient \alpha in der Relation Q_k=\alpha A \Delta T (Q_k - konvektiver Wärmestrom, A - Fläche, \Delta T - Temperaturdifferenz zwischen Festkörper und Fluid) vom Strömungsfeld in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Festkörpers abhängt. Die Charakterisierung dieses Strömungsfeldes ist die zentrale Aufgabenstellung im noch laufenden Teilprojekt RB-1. Die grundlegende Erkenntnis aus den bisherigen Arbeiten, die punktuelle Messungen der drei Geschwindigkeitskomponenten mittels 3d-Laser-Doppler-Anemometer, simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen sowie planare (2D2C) Particle-Image-Velocimetry Messungen umfassen, besteht darin, dass das Geschwindigkeitsfeld in der Nähe der beheizten (gekühlten) Oberfläche extrem komplex und streng dreidimensional ist. Eine umfassende Charakterisierung ist demzufolge nur mittels eines volumetrischen Geschwindigkeitsmessverfahrens möglich.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Christian Resagk