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The evolution of the boundary layer in turbulent Rayleigh-Bénard convection in air

du Puits, Ronald und Willert, Christian (2016) The evolution of the boundary layer in turbulent Rayleigh-Bénard convection in air. Physics of Fluids, 28 (4), 044108. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.4947261. ISSN 1070-6631.

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Offizielle URL: http://scitation.aip.org/content/aip/journal/pof2/28/4/10.1063/1.4947261

Kurzfassung

We report measurements of the near-wall flow field in turbulent Rayleigh-Bénard convection in air (Pr = 0.7) using particle imagevelocimetry. The measurements were performed in a thin, rectangular sample at fixed Rayleigh number Ra = 1.45E10. In particular, we focus on the evolution of the boundary layer that a single convection roll generates along its path at the lower horizontal plate. We identify three specific flow regions along this path: (i) a region of wall-normal impingement of the down flow close to one corner of the sample, (ii) a region where a shear layer with almost constant thickness evolves, and (iii) a region in which this boundary layer grows and eventually detaches from the plate surface at the opposite corner of the sample. Our measurements with a spatial resolution better than 1/500 of the total thickness of the boundary layer show that the typical velocity field as well as its statistics qualitatively varies between the three flow regions. In particular, it could be verified that the shear layer region covering about 75% of the total area of the plate is in transition to turbulence at the Rayleigh number as low as investigated in the present work.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/104184/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The evolution of the boundary layer in turbulent Rayleigh-Bénard convection in air
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
du Puits, RonaldTechnische Universität IlmenauNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Willert, ChristianChris.Willert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1668-0181NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 April 2016
Erschienen in:Physics of Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:28
DOI:10.1063/1.4947261
Seitenbereich:044108
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:1070-6631
Status:veröffentlicht
Stichwörter:boundary layer turbulence, convection, laminar boundary layers, velocimetry, shear flows, particle image velocimetry, PIV, transition to turbulence
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Willert, Dr.phil. Christian
Hinterlegt am:09 Jun 2016 16:12
Letzte Änderung:20 Jun 2021 15:47

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