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The beauty of turbulent convection: a particle tracking endeavor

Godbersen, Philipp und Bosbach, Johannes und Schanz, Daniel und Schröder, Andreas (2020) The beauty of turbulent convection: a particle tracking endeavor. In: Gallery of Fluid Motion (V0074). 70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, 22.-24. Nov. 2020, Chicago, IL, USA (virtuell). doi: 10.1103/APS.DFD.2020.GFM.V0074.

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Offizielle URL: https://gfm.aps.org/meetings/dfd-2020/5f5fe77f199e4c091e67bfe8

Kurzfassung

In this film we show results from an experimental measurement of the flow within a large Rayleigh-Bénard cell. The air sample with a diameter and a height of 1.1 m (aspect ratio = 1) was cooled by a water flow at the top and electrically heated at the bottom. It was filled with tiny (380 µm) Helium-filled soap bubbles, which follow the flow ideally due to their neutral density and live for on average several minutes. The bubbles are illuminated from above by an array of high-power LEDs. The illuminated bubbles are imaged by six cameras from different viewing directions, which record the projections of the bubble system at a rate of 30 Hz. From the different projections, the particle trajectories are reconstructed using the Shake-The-Box method [1], which allows Lagrangian Particle Tracking at high particle image densities. More than 550.000 bubbles could be tracked instantaneously, revealing the flow within the cell. In order to visualize and investigate flow structures, the Lagrangian data is interpolated onto an Eulerian grid, using the FlowFit algorithm [2]. This data assimilation method applies regularizations by the Navier Stokes equations to further enhance spatial resolution beyond the sampling of the tracer bubbles. The film illustrates exemplary results from various viewpoints, illustrating the beauty of the induced turbulent flow and the wealth and of the data gathered. [1] Schanz D, Gesemann S, Schröder A. Shake-The-Box: Lagrangian particle tracking at high particle image densities. Exp Fluids, 57(5), 2016 [2] Gesemann S, Huhn F, Schanz D, Schröder A. From noisy particle tracks to velocity, acceleration and pressure fields using B-splines and penalties. 18th Int. Symp. on Appl. of Laser and Imaging Tech. to Fluid Mech. Lisbon, Portugal, July 4 – 7 2016

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/138176/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Zusätzliche Informationen:Video
Titel:The beauty of turbulent convection: a particle tracking endeavor
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Godbersen, PhilippPhilipp.Godbersen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bosbach, JohannesJohannes.Bosbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1531-127XNICHT SPEZIFIZIERT
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, AndreasAndreas.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2020
Erschienen in:Gallery of Fluid Motion
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1103/APS.DFD.2020.GFM.V0074
Status:veröffentlicht
Stichwörter:particle tracking endeavor, Helium-filled soap bubbles, high-power LEDs, Shake-The-Box method, Lagrangian Particle Tracking
Veranstaltungstitel:70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
Veranstaltungsort:Chicago, IL, USA (virtuell)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:22.-24. Nov. 2020
Veranstalter :APS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:09 Dez 2020 20:59
Letzte Änderung:09 Dez 2020 20:59

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