Hochaufgelöste numerische Simulationen von turbulenter nicht-Oberbeck-Boussinesq Rayleigh-Bénard Konvektion

湍流非 Oberbeck-Boussinesq Rayleigh-Bénard 对流的高分辨率数值模拟

• 批准号: 144426649
• 负责人: Privatdozentin Dr. Olga Shishkina
• 金额: --
• 依托单位: Abteilung Fluidphysik, Strukturbildung und Biokomplexität
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/144426649?language=en
• 关键词: Hochaufgel; ste; numerische; Simulationen; von

Das Hauptziel des vorliegenden Projekts ist die Erweiterung des Wissensstandes über turbulente Rayleigh–Bénard Konvektion (RBK) in Fluiden mit temperatur- und druckabhängiger Stoffeigenschaften wie die spezifische Wärmekapazität, die dynamische Viskosität, die Wärmeleitfähigkeit, der Wärmeausdehnungskoeffizient und die Dichte. Dieser Fall wird als Nicht-Oberbeck–Bussinesq (NOB) Konvektion bezeichnet. Um diese kompressiblen NOB-RBK-Strömungen zu untersuchen, soll die Kleine-Mach-Zahl (KMZ) Näherung umgesetzt werden, die für nicht-perfekte Gase anwendbar ist. Im geplanten Projekt sollen umfassende drei-dimensionale Direkte Numerische Simulationen (DNS) und Large-Eddy Simulationen (LES) der kompressiblen KMZ-NOB-RBK in zylindrischen und kubischen Geometrien durchgeführt werden. Hierfür wird ein für inkompressible RBK in Oberbeck–Boussinesq-Näherung entwickeltes Simulationsverfahren weiterentwickelt und eingesetzt. Die Ergebnisse der DNS/LES sollen mit den vorliegenden DNS/LES-Daten der OB-RBK sowie mit zugänglichen Messergebnissen (z.B. die Messungen in Wasser von Funfschilling et al, JFM 536 (2005), und in Helium von Niemela & Sreenivasan, JFM 481 (2003)) verglichen werden. Durch Analyse der DNS/LES Ergebnisse wird der Einfluss der NOB-Effekte auf die große Varianz in verschiedenen Messungen der Nusselt-Zahl als Funktion der Rayleigh-Zahl Ra in Helium bei niedrigen Temperaturen für Ra bis zu 1014 untersucht.

高级工程师是在流体中进行Rayleigh-Bénard知识标准转换（RBK）的高级工程师，该转换具有温度和压力特性，如Wärmekapazität、动态粘度、Wärmeausdehnungskoeffizient和Dichte。第二个秋天将是Nicht-Oberbeck-Bussinesq（NOB）的秋天。这种压缩NOB-RBK-Strömungen zu untersuchen，soll die Kleine-Mach-Zahl（KMZ）Näherung umgesetzt韦尔登，die für nicht-perfekte Gase anwendbar ist.本文通过对KMZ-NOB-RBK压缩模型的三维直接数值模拟（DNS）和大涡模拟（LES）的研究，提出了一种基于韦尔登法的三维几何模型。Hierfür wird ein für inkpressible RBK in Oberbeck-Boussinesq-Näherung entwickeltes Simulationsverfahren weiterentwickelt und eingesetzt. Die Ergebnisse der DNS/LES sollen mit den vorliegenden DNS/LES-Daten der OB-RBK sowie mit zugänglichen Messergebnissen（z.B.瓦塞尔von Funfschilling等人，JFM 536（2005），以及Helium von Niemela & Sreenivasan，JFM 481（2003）中的Messungen）。DNS/LES效应分析表明，在氦原子中，Nusselt-Zahl Ra的作用对Nusselt-Zahl Ra的NOB效应影响很大，而Nusselt-Zahl Ra的作用对Nusselt-Zahl Ra的NOB效应影响很大。