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

On the Impact of the Aspect Ratio on the Formation of Large-Scale Structures in Turbulent Mixed Convection in a Cuboidal Sample

Wessels, Malte und Schmeling, Daniel und Bosbach, Johannes und Wagner, Claus (2019) On the Impact of the Aspect Ratio on the Formation of Large-Scale Structures in Turbulent Mixed Convection in a Cuboidal Sample. International Journal of Heat and Fluid Flow, 76, Seiten 231-241. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.01.004. ISSN 0142-727X.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
3MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.01.004

Kurzfassung

Temperature measurements combined with Particle Image Velocimetry (PIV) were performed in a cuboidal convection sample with a square cross section (width / height). The objective of the study is to analyze the influence of the aspect ratio $\Gamma_{xz}=L/H$ and the Archimedes number $Ar$ on the large-scale coherent structures in mixed convection. Air at ambient pressure was used as working fluid ($Pr=0.7$). The aspect ratio was varied between $1\leq\Gamma_{xz}\leq4$ (length / height) and the variation of the Archimedes number was achieved by prescribing the inflow velocity of an air jet, which was superimposed on the thermally induced flow via an inlet and outlet channel. The Rayleigh number was kept constant at $Ra=2.0\times10^8$. A model, adopted from pure thermal convection, was used to extract the number of convection rolls from the circumferential temperature distribution measured along the sidewalls of the convection sample. For a fixed Archimedes number ($Ar\approx4$), the number of thermally induced large-scale circulations (LSC$_\mathrm{TC}$) increased with the aspect ratio of the sample. Specifically, starting with $\Gamma = 2$, a linear dependence with unity slope was found. A decrease of the Archimedes number led to a transition from the single LSC$_\mathrm{TC}$ structures to FC-dominated LSCs (LSC$_\mathrm{FC}$) for $\Gamma=1$ and $\Gamma=2$, whereas the multi-roll structures found for $\Gamma=3$ and $\Gamma=4$ were more stable even for higher inflow velocities.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119227/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On the Impact of the Aspect Ratio on the Formation of Large-Scale Structures in Turbulent Mixed Convection in a Cuboidal Sample
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wessels, MalteMalte.Wessels (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmeling, DanielDaniel.Schmeling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2712-9974NICHT SPEZIFIZIERT
Bosbach, JohannesJohannes.Bosbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1531-127XNICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, Clausclaus.wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 März 2019
Erschienen in:International Journal of Heat and Fluid Flow
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:76
DOI:10.1016/j.ijheatfluidflow.2019.01.004
Seitenbereich:Seiten 231-241
Verlag:Elsevier
ISSN:0142-727X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mixed Convection, Large-Scale Circulations, Aspect Ratio Dependence, PIV, Temperature Probes
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 > Bodengebundene Fahrzeuge
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Schmeling, Dr Daniel
Hinterlegt am:04 Mär 2019 13:02
Letzte Änderung:31 Okt 2023 15:02

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.