Nichtlineare Dynamik im rotierenden konzentrischen Zylinderspalt unter Einfluss von thermischer Konvektion

热对流影响下旋转同心圆柱间隙的非线性动力学

• 批准号: 5413781
• 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: Research Grants
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5413781?language=en
• 关键词: Nichtlineare; Dynamik; im; rotierenden; konzentrischen

Geheizte rotierende Flüssigkeiten bilden als physikalisches Phänomen die Grundlage in vielen technischen Anwendungen der Verfahrenstechnik und im Maschinenbau, z. B bei Anwendungen aus dem Bereich von Wärmetauschern, Rührern, umweltverfahrenstechnische Reaktoren, der Kühlung von Turbinenmotoren oder Wellen von Elektromotoren. In dem geplanten Forschungsprojekt soll der Einfluss eines radialen Temperaturgradienten auf die Stabilität und die Strukturbildung der Strömung im Spalt zwischen zwei relativ zueinander rotierenden koaxialen Zylindern (TaylorCouette-System) experimentell untersucht werden. Es handelt sich um das thermische Taylor-Couette-System, in dem der innere Zylinder beheizt und der äußere gekühlt wird. Dabei interessiert vor allem die durch thermische Konvektion veränderte Dynamik gegenüber der isothermen Strömung und die damit verbundenen neuen Strömungsphänomene. Das Ziel des Projektes ist eine umfassende experimentelle Analyse der nichtlinearen Dynamik der auftretenden Transitionen (Bifurkationen) bei Variation der Prozessparameter, wozu spezielle Methoden der nichtlinearen Dynamik wie der Bifurkationstheorie und der nichtlinearen Datenanalyse auf räumlich ausgedehnte Systeme zum Einsatz kommen werden. Neben der Abhängigkeit der Strömung vom angelegten Temperaturgradienten zwischen Innen- und Außenzylinder (Größe und Orientierung) und der Rotation des inneren Zylinders soll zusätzlich auch der Einfluss des Aspektverhältnisses der Zylinder sowie der Endgeometrie der Zylinder auf die Strömung analysiert werden. Im Hinblick auf die spezielle Anwendung von Schiffswellenlagerungen und -dichtungen soll neben dem Standard-Taylor-Couette-System mit vertikaler Rotationsachse auch das mit horizontaler Achslage untersucht werden. Hier sind grundsätzlich andere Strömungseffekte des Temperaturgradienten zu erwarten.

Geheizte rotierende Flüssigkeiten bilden als physikalisches Phänomen die Grundlage in vielen technischen Anwendungen der Verfaushtechnik und im Maschinenbau，z. B bei Anwendungen aus dem Bereich von Wärmetauschern，Rührern，umweltverfaushtechnische Reaktoren，der Kühlung von Turbinenmotoren oder Wellen von Elektromotoren.在该研究项目中，对两个相对旋转的同轴Zylindern（泰勒-库埃特系统）进行了韦尔登实验，研究了径向温度梯度对Spalt中Strömung稳定性和结构的影响。这是一个热泰勒-库埃特系统，在内部的Zylinder beheizt和der äußere gekühlt wird。Dabei interessiert vor allem die durch thermische Konvektion veränderte Dynamik gegenüber der isothermen Strömung und die damit verbundenen neuen Strömungstenänomene.该项目是一种基于过程参数变化的非线性动力学分析的实验方法，它是一种基于非线性动力学理论的非线性动力学分析方法，也是一种基于非线性动力学的非线性数据分析方法。从内、外温度梯度（Größe和Orientierung）和内筒旋转角度来分析筒体的弯曲变形，也可对筒体的几何形状和端部几何形状的影响进行韦尔登的分析。在标准泰勒-库埃特系统中，垂直旋转的螺旋桨在水平方向上也有韦尔登。这里的温度梯度非常大。