Optimierung einer praezessions-getriebenen Stroemung fuer die Magnetfelderzeugung beim DRESDYN Dynamo Experiment.

• Antragsteller: Dr. Andre Giesecke; Professor Dr. Rainer Grauer
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik ; Astrophysik und Astronomie ; Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416143812

Kosmische Magnetfelder sind allgegenwärtige Phänomene, die man auf allen Skalen, von Planeten und Sternen bis hin zu Galaxien und Galaxienhaufen beobachtet. Diese Magnetfelder entstehen durch elektrische Ströme aufgrund komplexer Strömungen elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten oder Plasmen. Strömungsinduzierte Magnetfelder durch diesen Dynamoeffekt sind auch in Experimenten beobachtet worden, die allerdings, aufgrund der deutlich kleineren Maßstäbe im Labor, erheblichen technischer Aufwand erfordern. Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) bietet das Projekt DRESDYN (DREsden Sodium facility for DYNamo and thermohydraulic studies) eine neue Plattform für eine Vielzahl von Flüssignatrium-Experimenten, die sich mit geo- und astrophysikalischen Problemen in der Magnetohydrodynamik beschäftigen. Das ehrgeizigste Experiment in diesem Projekt ist ein präzessions-getriebener Dynamo, der sich gegenwärtig in Bau befindet, und aus einem mit flüssigem Natrium gefülltem Zylinder besteht, der sich gleichzeitig um zwei Achsen dreht. Der vorliegende Antrag beschäftigt sich mit numerischen und experimentellen Studien, die auf eine systematische Untersuchung von Parameterbereichen abzielen, innerhalb derer ein Dynamo im geplanten Experiment auftritt, sowie auf die Optimierung der präzessions-getriebenen Strömung, um den Dynamoprozess zu verbessern. Zu diesem Zwecke verfolgen wir einen speziellen Ansatz, um die Effizienz des Stroemungsantriebs zu steigern und die grossskaligen Stroemungsstrukturen zu kontrollieren, indem wir Leitbleche an der inneren Seite der Zylinderdeckel montieren. Die Wechselwirkung dieser Leitbleche mit der inneren Fluessigkeit stellt ein komplexes fluidmechanisches Problem dar, das nur durch sich gegenseitig ergaenzende Simulationen und Modellexperimente untersucht werden kann. Diese Simulationen und Experimente bilden die Basis fuer die zukuenftigen experimentellen Kampagnen des grossen Praezessions-Dynamos am HZDR.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Holger Homann; Professorin Dr. Caroline Nore; Dr. Nicolas Plihon; Yannick Ponty