Turbulent convection in liquid metals at large Rayleigh numbers
大瑞利数液态金属中的湍流对流
基本信息
- 批准号:374994652
- 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:2017
- 资助国家:德国
- 起止时间:2016-12-31 至 2020-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Turbulent convection in an eutectic Gallium-Indium-Tin (GaInSn) alloy at a very low Prandtl number of Pr=0.023 is jointly studied in laboratory experiments and numerical simulations. For the first time, velocity measurements with arrangements of multiple ultrasound sensors as well as a reconstruction by means of magnetic field tomography will reveal the velocity field structure in the near-wall regions and in the bulk of the cylindrical convection cell for Rayleigh numbers up to 2e9. The measurements will provide for the first time data on the global momentum transfer and the long-time behavior of the 3d large-scale structure. They are backed up by massively parallel spectral element simulations with a focus to the full 3d boundary layer dynamics and the impact of non-ideal thermal boundary conditions at the heated and cooled plates on momentum and heat transfer. The simulations will also help to interpret the measured turbulence statistics. The joint investigations set a new milestone for a deeper understanding of turbulent convection at very low Prandtl numbers with its numerous applications in geo- and astrophysical flows as well as in technological systems.
在实验室实验和数值模拟中联合研究了Pr=0.023的低普朗特数下共晶镓铟锡(GaInSn)合金的湍流对流。对于第一次,多个超声波传感器的安排,以及通过磁场层析成像重建的速度测量将揭示在近壁区域和在大部分的圆柱形对流单元的瑞利数高达2e9的速度场结构。这些测量将首次提供全球动量转移和三维大尺度结构长期行为的数据。它们由大规模并行光谱元件模拟支持,重点是全三维边界层动力学以及加热和冷却板上的非理想热边界条件对动量和传热的影响。模拟也将有助于解释测量的湍流统计数据。联合调查为深入了解极低普朗特数下的湍流对流及其在地球和天体物理流动以及技术系统中的众多应用树立了一个新的里程碑。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Flow regimes of Rayleigh–Bénard convection in a vertical magnetic field
垂直磁场中瑞利贝纳德对流的流态
- DOI:10.1017/jfm.2020.264
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:T. Zürner;F. Schindler;T. Vogt;S. Eckert;J. Schumacher
- 通讯作者:J. Schumacher
Turbulent convection for different thermal boundary conditions at the plates
- DOI:10.1017/jfm.2020.830
- 发表时间:2020-11
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:N. Foroozani;D. Krasnov;J. Schumacher
- 通讯作者:N. Foroozani;D. Krasnov;J. Schumacher
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