Investigation of the dynamics of large-scale circulation patterns in turbulent convection cells at very large aspect ratios with direct numerical simulations and experiments in compressed sulfur hexafluoride

通过压缩六氟化硫中的直接数值模拟和实验研究非常大纵横比的湍流对流室中大规模环流模式的动力学

基本信息

  • 批准号:
    255352004
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    德国
  • 项目类别:
    Research Grants
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    德国
  • 起止时间:
    2013-12-31 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many turbulent convection processes in nature and technology are present in extended layers or boxes and show hierarchies of regular ordered flow patterns although the corresponding Rayleigh and Reynolds numbers suggest a fully developed turbulence. In this project we want to study this spatio-temporal dynamics of large-scale structure formation in detail. Therefore, experiments with compressed sulfur hexafluoride will be combined with massively parallel direct numerical simulations based on a spectral element method. Both approaches will allow for convection studies in very large aspect ratio systems at Rayleigh numbers that were not accessible before. The analyses will clarify if such large-scale circulation patterns are relics persisting all the way from the onset of convection and the weakly nonlinear regime into the full turbulent regime. We want to identify the time scales on which the patterns evolve and investigate their Rayleigh number dependence. The experiment allows us to study the robustness of the circulation patterns with respect to non-Boussinesq effects. Based on the simulations, we want to develop amplitude models which can describe the patterns by means of a few dominant degrees of freedom giving rise to the possibility of a control of these patterns in technological applications.
自然界和技术中的许多湍流对流过程都存在于扩展层或盒中,并显示出规则有序的流型层次,尽管相应的瑞利数和雷诺数表明湍流充分发展。在这个项目中,我们希望详细研究这种大规模结构形成的时空动力学。因此,压缩六氟化硫的实验将结合大规模并行直接数值模拟的基础上,光谱元素的方法。这两种方法将允许在非常大的纵横比系统在瑞利数,以前是无法访问的对流研究。分析将澄清,如果这样的大规模的环流模式的遗迹坚持所有的方式从对流和弱非线性制度到充分的湍流制度。我们要确定的时间尺度上的模式演变,并调查其瑞利数的依赖。该实验使我们能够研究的鲁棒性的循环模式相对于非Boussinesq效应。基于模拟,我们要开发振幅模型,它可以描述的模式,通过几个主要的自由度引起的可能性,这些模式在技术应用中的控制。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Koopman analysis of the long-term evolution in a turbulent convection cell
  • DOI:
    10.1017/jfm.2018.297
  • 发表时间:
    2018-07-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Giannakis, Dimitrios;Kolchinskaya, Anastasiya;Schumacher, Joerg
  • 通讯作者:
    Schumacher, Joerg
Assessment of horizontal velocity fields in square thermal convection cells with large aspect ratio
大纵横比方形热对流单元水平速度场评估
  • DOI:
    10.1007/s00348-018-2626-9
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Kästner;Christian;Resagk;Christian;Westphalen;Jasper;Junghähnel;Manuela;Cierpka;Christian;Schumacher
  • 通讯作者:
    Schumacher
Large-scale mean patterns in turbulent convection
  • DOI:
    10.1017/jfm.2015.316
  • 发表时间:
    2015-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Emran, Mohammad S.;Schumacher, Joerg
  • 通讯作者:
    Schumacher, Joerg
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dr. Christian Resagk其他文献

Dr. Christian Resagk的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dr. Christian Resagk', 18)}}的其他基金

Interface reconstruction between electrical conductive fluids from magnetic field measurements
通过磁场测量重建导电流体之间的界面
  • 批准号:
    5310110
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Experimental Investigation and control of turbulent flow structures in mixed convection in a small-scale model experiment
小规模模型实验中混合对流湍流结构的实验研究与控制
  • 批准号:
    442083214
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

β-arrestin2- MFN2-Mitochondrial Dynamics轴调控星形胶质细胞功能对抑郁症进程的影响及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
发展基因编码的荧光探针揭示趋化因子CXCL10的时空动态及其调控机制
  • 批准号:
    32371150
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钱江潮汐影响下越江盾构开挖面动态泥膜形成机理及压力控制技术研究
  • 批准号:
    LY21E080004
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
  • 批准号:
    11174131
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
星系结构基本单元星团的研究
  • 批准号:
    11043006
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
星系恒星与气体的动力学演化
  • 批准号:
    11073025
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
在我们的门前发掘化石——利用中国即将开展的巡天来研究银河系的演化
  • 批准号:
    11043005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
物体运动对流场扰动的数学模型研究
  • 批准号:
    51072241
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
弦场论及Tachyon动力学
  • 批准号:
    10705008
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
微分遍历理论和廖山涛的一些方法的应用
  • 批准号:
    10671006
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Predicting how the inducible defences of large mammals to human predation shape spatial food web dynamics
预测大型哺乳动物对人类捕食的诱导防御如何塑造空间食物网动态
  • 批准号:
    EP/Y03614X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Strategic Interactions, Learning, and Dynamics in Large-Scale Multi-Agent Systems: Achieving Tractability via Graph Limits
职业:大规模多智能体系统中的战略交互、学习和动态:通过图限制实现可处理性
  • 批准号:
    2340289
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
BoCP-Implementation: Eco-evolutionary dynamics of rewilding: Real-time genetic monitoring of large-mammal community reassembly
BoCP-实施:野化的生态进化动力学:大型哺乳动物群落重组的实时基因监测
  • 批准号:
    2225088
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Improved optimization of covalent ligands using a novel implementation of quantum mechanics suitable for large ligand/protein systems.
使用适用于大型配体/蛋白质系统的量子力学的新颖实现改进了共价配体的优化。
  • 批准号:
    10601968
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Structural Basis of Coupling and Dynamics in K+ Channels
K 通道耦合和动力学的结构基础
  • 批准号:
    10682241
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Data models for large aircraft aerodynamics using next-generation computational fluid dynamics
使用下一代计算流体动力学的大型飞机空气动力学数据模型
  • 批准号:
    2889801
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Structural characterization of large eukaryotic proteins containing both folded and disordered domains
含有折叠和无序结构域的大型真核蛋白质的结构表征
  • 批准号:
    10552345
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Discovering interpretable mechanisms explaining high dimensional biomolecular data
发现解释高维生物分子数据的可解释机制
  • 批准号:
    10711988
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Next generation free energy perturbation (FEP) calculations--enabled by a novel integration of quantum mechanics (QM) with molecular dynamics allowing a large QM region and no sampling compromises
下一代自由能微扰 (FEP) 计算——通过量子力学 (QM) 与分子动力学的新颖集成实现,允许较大的 QM 区域且不会影响采样
  • 批准号:
    10698836
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Multiscale computational frameworks for integrating large-scale cortical dynamics, connectivity, and behavior
用于集成大规模皮层动力学、连接性和行为的多尺度计算框架
  • 批准号:
    10840682
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了