Referenzexperiment für Untersuchungen der Dynamik und Koexistenz von großräumigen und kleinskaligen Strömungsstrukturen am Beispiel barokliner und Schwerewellen

以斜压波和重力波为例研究大尺度和小尺度流动结构的动力学和共存的参考实验

• 批准号: 42614931
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Christoph Egbers
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/42614931?language=en
• 关键词: Referenzexperiment; Untersuchungen; der; Dynamik; und

Die thermisch getriebene Strömung in einem rotierenden Zylinderspalt (Barokliner Wellentank) dient als Referenzexperiment für das Schwerpunktprogramm (SPP) MetStröm. Dieses Experiment ist ein anerkanntes Modell für meteorologische Strömungen und ist als Referenzexperiment für den MetStröm Teilbereich „Große Skalen/Dynamik“ besonders geeignet, weil es sehr gut kontrollierbare Randbedingungen besitzt und bereits zahlreiche internationale Gruppen Untersuchungen im leicht überkritischen Wellenbereich mit diesem Modell durchgeführt haben. Die im Referenzexperiment gemachten (Phase 1) und für die Zukunft geplanten Untersuchungen (Phase 2) gehen aber über die früher gemachten Arbeiten hinaus und beziehen sich auf die Charakterisierung bisher nur sehr wenig untersuchter koexistierender groß- und kleinräumiger Strukturen beim Übergang in die Turbulenz.Im Rahmen der für Phase 2 geplanten Referenzexperimente konzentrieren wir uns auf simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen mit dem Fokus auf kleinskalige Strukturen. Diese werden vornehmlich für weit überkritische Bereiche mit hohen Taylorzahlen beobachtet, in denen das Strömungsregime typischerweise eine Vielzahl koexistierender Skalen aufweist. Zur quantitativen Bestimmung der Strömungsfelder sind bewährte räumlich und zeitlich hochauflösende berührungsfreie Messverfahren (LDA- und PIV-Messungen) vorgesehen. Gleichzeitig mit PIV- und LDA-Messungen werden Temperaturfelder an der Oberfläche mit einer Infrarot-Kamera quantitativ bestimmt. In Phase 1 konnten wir bereits solche simultanen Messungen durchführen. Für Phase 2 wollen wir aber noch weiter in das irreguläre Regime vordringen. Dazu muss der bestehende Experimentaufbau mit einem Schleifring ausgestattet werden, der eine Co-Rotation der Kameras mit dem Zylinderspalt erlaubt.Simultane Messungen von Geschwindigkeit und Temperatur erlauben es, punktuelle, zeitlich hoch aufgelöste LDA-Messungen dem „globalen Wellenfeld“ zuzuordnen. Auch lassen sich PIV-Messungen in radialer-axialer Ebene durchführen, ohne den Bezug zum Wellenfeld zu verlieren. Dies ist zum einen wichtig für die Interpretation der Daten, zum anderen können Strukturen gefunden werden, die mit dem PIV-System allein nicht zu erfassen sind. Nicht zuletzt erhöhen simultane Messungen von Temperatur und Geschwindigkeit die Qualität der Benchmarkdaten für numerische Verfahren ganz erheblich.Zur Auswertung der Daten und zur Charakterisierung der gemessenen Zustände werden Methoden der nichtlinearen Zeitreihenanalyse eingesetzt. Gemessene Felder werden mit bewährten Verfahren der Multivariaten Statistik analysiert. Etablierte Verfahren werden aber auch an die speziellen Gegebenheiten unseres Experiments angepasst, um z.B. die Zylindersymmetrie geeignet auszunutzen. Phase 1 hat gezeigt, dass solche Analysen nicht nur nützlich sind zum Aufbereiten der Daten, sondern auch neue Einblicke in die Dynamik bei Regimeübergängen erlauben. Für Phase 2 planen wir auch numerische Experimente an der BTU Cottbus, die in enger Kooperation mit numerischen Arbeitsgruppen aufgesetzt werden. Solche Experimente sind wichtig, um Messungen, insbesondere von kleinskaligen Phänomenen, vor Ort zu unterstützen. Alle gewonnenen Messdaten und Ergebnisse werden den numerischen Arbeitsgruppen innerhalb des Schwerpunktprogramms als Benchmarkdaten zur Verfügung gestellt. Eine Internet Plattform zum Herunterladen der Daten ist bereits in Arbeit. Tabelle 1 zeigt bisherige und zukünftige Kooperationen innerhalb von MetStröm. Für Phase 3 planen wir, zusätzlich topographische Rossby- und Schwerewellen im Zylinderspalt anzuregen und deren Wechselwirkung mit den baroklinen Wellen experimentell zu untersuchen.

Einem rotierenden Zylinderspalt（Barokliner wellentank）Die thermisch getriebeneströmungDient Als Referenzexpperimentfürdasschwerpunktprogramm（spp）Metström。 Dieses Experiment ist ein anerkanntes Modell für meteorologische Strömungen und ist als Referenzexperiment für den MetStröm Teilbereich „Große Skalen/Dynamik“ besonders geeignet, weil es sehr gut kontrollierbare Randbedingungen besitzt und The international community is a member of the international community, and the发达的建模DurchgeführtHaben。新的建模（第1阶段）和Untersuchung Gemachten（第2阶段）对于国际社会，Untersuchung Koexistierender（第1阶段）和Untersuchung Gemachten（第2阶段）也是如此，国际社会对国际社会也是如此，而Untersuchung Koexistierender也是国际社会的成员。湍流的好处。 Im RahmenderFür第2阶段Referenzexperimente konzentrieren wil wir以fokus auf kleinskalige strukturen的温度丰富的精神毫无疑问。我不仅在地面上，而且在Taylorzahlen beobachtet的边缘，而且还在DenenDasStrömungsreggime典型的DenenDasStrömungsreggimetymischerweise，Vielzahl koexistierenderendersskalen aufweist。 Zur量化的bestimmung derströmungsfeldersindbewährteRäumlichund ZeitlichHochauflösendeBerührungsfreieMessverfahren（lda-und und piv-messungen）vorgesehen。 gleichzeitig mit piv- und lda-messungen werden werdaturferder an deroberflächemit einer einer infrarot-kamera jateritativ bestimmt。在第1阶段，Konnten Wir Bereits Solche Syche Syultanen MessungenDurchführen。 für阶段我们在世界上可以做的最好的阶段。我们致力于世界的发展。我们致力于该地区联合旋转世界的发展。我们致力于发展LDA-MESSUNGEN DEM，全球Wellenfeld“ Zuzuordnen” Radialer-Axialer EbeneDurchführen的Piv-Messungen，以及Bezug，Wellenfeld Zuveren。数据解释，解释的解释，PIV系统的解释，PIV系统Allein，自动扶梯和自动扶梯的解释也在进行中。 PIV系统的Allein，自动扶梯和自动扶梯也正在进行中。 PIV系统的Allein，自动扶梯和自动扶梯也正在进行中。 PIV系统的Allein，自动扶梯和自动扶梯也正在进行中。 Zustände种族灭绝的种族灭绝，Nichtlinearen Zeitreihenanalyse Eingestzt的方法。种族灭绝种族灭绝的种族灭绝是帮助您进行多元状态分析的好方法。种族灭绝的种族灭绝是Aber Auch轶事，而Gegebenheiten Unseres实验的种族灭绝AngePathst，Um Z.B. Die Zylindersymmetimegegeignet Auszunutzen。第1阶段的套件实验基于BTU Cottbus，死于确保对溶剂实验进行排列。 SOLCHE实验基于BTU Cottbus，死于确保SOLCHE实验基于BTU。 Solche Experimente基于Solche Experimente，Um Messungen，Insbesondere Von KleinskaligenPhänomenen，vor ortzu始终，该公司已决定继续作为Schwerewell程序的成员工作。该公司在该地区拥有强大的业务，包括BenchmarkDaten，这是要续签的地方。该公司在该地区拥有强大的业务，也被称为Metström。该公司有各种各样的计划，也被称为BenchmarkDaten，这是要更新的地方。 Zylinderspalt anzuregen und deren wechselwirkung mit den baroklinen wellen persubimentell zu untersuchen。