Instabilität von Zweiphasenscherströmungen und Simulation sowie prädiktive magnetische Beeinflussung von Konvektion

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Das Forschungsvorhaben beinhaltet theoretische Untersuchungen zum Einfluss von Oberflächendeformationen bzw. Magnetfeldern auf thermokapillare Strömungen in einer ebenen, von unten beheizten Flüssigmetallschicht. Ziel der Arbeiten ist die Erforschung der elementaren physikalischen Mechanismen in dieser Klasse von Strömungen mittels numerischer Direktsimulationen. Dabei ist die Wirkung von Oberflächenwellen bzw. Lorentzkräften im stark nichtlinearen Strömungsregime von besonderem Interesse. Für die Simulationen mit Oberflächendeformation ist der geplante Auslandsaufenthalt bei Prof. Zaleski an der Universität Paris entscheidend, in dessen Rahmen sich der Antragsteller in die Analyse und Implementation von numerischen Methoden für deformierbare Grenzflächen einarbeitet. Dabei wird zunächst nur das zweidimensionale Problem untersucht. Für die dreidimensionalen Simulationen mit Magnetfeld kommen dem Antragsteller vertraute, spektrale Methoden zum Einsatz. Damit wird eine Basis für die in der zweiten Phase beabsichtigte Untersuchung des dreidimensionalen Problems mit deformierbarer Oberfläche und Magnetfeld geschaffen.