elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Experimental study of the global flow state transformation in a rectangular Rayleigh-Bénard sample

Horstmann, Gerrit Maik und Schiepel, Daniel und Wagner, Claus (2018) Experimental study of the global flow state transformation in a rectangular Rayleigh-Bénard sample. International Journal of Heat and Mass Transfer, 126, Seiten 1333-1346. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.097. ISSN 0017-9310.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://www.journals.elsevier.com/international-journal-of-heat-and-mass-transfer/

Kurzfassung

Large-scale flow structures were measured in a rectangular Rayleigh-Bénard sample of equal length and height of 10 cm and a depth of 2.5 cm. The working fluid was water at a Prandtl number of Pr = 6.9. Aiming to capture flow structures to their full extent and throughout the entire sample, the three-dimensional Lagrangian measurement technique 3D Particle Tracking Velocimetry (3DPTV) was employed. The study provides direct confirmation that the global mean flow field changes significantly in dependence of the Rayleigh number Ra within the investigated range of 2.1 x 10^6 < Ra < 4.5 x 10^8. Several distinguishable flow states were observed in the laminarturbulent transition regime complementing the well-known mean wind. A 2D mode decomposition reveals a break down of the mean wind during the transition phase and its new formation in the turbulent regime. Further, the global distribution of magnitudes of the instantaneous velocity fields was used to extract characteristic velocities in the flow field. It is showed, that the Reynoldsnumber-dependent scaling law Re ~ Ra^gamma can be unambiguously determined with directly measured Lagrangian velocities, since the same scaling behavior holds for all chosen reference velocities. In this context, using the product of a polynomial with an exponential function, the global velocity distribution is described analytically in dependence of Ra and four independent fit parameters in the sub-range 2.8 x 10^7 < Ra < 4.5 x 10^8.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/112406/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931017307305
Titel:Experimental study of the global flow state transformation in a rectangular Rayleigh-Bénard sample
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Horstmann, Gerrit Maikgerrit.horstmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schiepel, Danieldaniel.schiepel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:International Journal of Heat and Mass Transfer
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:126
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.097
Seitenbereich:Seiten 1333-1346
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:0017-9310
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Rayleigh-Bénard Convection, Large-scale Flow Structures, Mean Wind, 3D-PTV, 2DMode Decomposition
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Next Generation Train III (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Fluidsysteme, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:27 Jun 2018 11:08
Letzte Änderung:20 Nov 2023 13:58

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.