Numerische Simulation thermokapillarer Strömungen in Flüssigkeiten mit niedriger Prandtl-Zahl

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Gegenstand des Projektes ist die theoretische Untersuchung oberflächenspannungsgetriebener Konvektionsströmungen in Flüssigkeiten mit niedriger Prandtl-Zahl (Flüssigmetalle) mittels hochauflösender numerischer Direktsimulationen. Aufbauend auf den in den ersten beiden Bewilligungsperioden gewonnenen Erkenntnissen zu stark nichtlinearen bzw. turbulenten Regimes in zwei und drei Dimensionen besteht das Ziel des vorliegenden abschließenden Projektes in einer Untersuchung des Einflusses von Magnetfeldern und modifizierter thermischer Randbedingungen im dreidimensionalen Fall. Schwerpunkte sind dabei (i) die Suche nach inertieller Konvektion in 3d bei Anwesenheit eines homogenen äußeren Magnetfelds parallel zur Flüssigkeitsschicht und (ii) die Untersuchung von dreidimensionaler MarangoniKonvektion bei lokaler Heizung an der freien Oberfläche ähnlich den Gegebenheiten beim Elektronenstrahlverdampfen. Damit soll Aufschluß über die Relevanz der zur Bénard-Marangoni-Konvektion gewonnenen Erkenntnisse für einen näher an industriellen Anwendungen angelehnten Fall gewonnen werden.