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Investigation of turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection by Lagrangian particle tracking of fluorescent microspheres

Weiss, Stephan und Schanz, Daniel und Erdogdu, Ahmed Oguzhan und Schröder, Andreas und Bosbach, Johannes (2023) Investigation of turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection by Lagrangian particle tracking of fluorescent microspheres. Experiments in Fluids, 64 (4), 64 - 82. Springer Nature. doi: 10.1007/s00348-023-03624-9. ISSN 0723-4864.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1007/s00348-023-03624-9

Kurzfassung

We present spatially and temporally resolved velocity and acceleration measurements of turbulent Rayleigh-B\'enard convection (RBC) in the entire fluid sample of square horizontal cross section with length $L=320$\,mm and height $H=20$\,mm, resulting in an aspect ratio of $\Gamma=H/L=16$. The working fluid was water with a Prandtl number of \Pran =7 and the Rayleigh-number was set to $\Ra = 1.1\times10^6$. In order to minimize surface reflections we used fluorescent polyethylene microspheres as tracer particles that were imaged at a rate of 19\,Hz by six cameras. From the images the particle positions, velocities, and accelerations were determined via the "Shake-The-Box" (STB) Lagrangian particle tracking algorithm. With this approach, we could simultaneously track more than 300,000 particles and hence study the resulting turbulent structures in the Eulerian and Lagrangian frames while resolving the smallest spatial and temporal scales of the flow.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194865/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Electronic ISSN: 1432-1114, Article: 82
Titel:Investigation of turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection by Lagrangian particle tracking of fluorescent microspheres
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weiss, Stephanstephan.weiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1626-3780NICHT SPEZIFIZIERT
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1400-4224NICHT SPEZIFIZIERT
Erdogdu, Ahmed Oguzhanahmed.erdogdu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, Andreasandreas.schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262133878802
Bosbach, Johannesjohannes.bosbach (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1531-127X133878804
Datum:9 April 2023
Erschienen in:Experiments in Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:64
DOI:10.1007/s00348-023-03624-9
Seitenbereich:64 - 82
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Longmire, Ellen K.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tropea, CameronTU Darmstadt, Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik, DarmstadtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Westerweel, JerryTU-Delft, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer Nature
ISSN:0723-4864
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal Convection, Lagrangian Particle Tracking, Turbulence
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:27 Apr 2023 15:34
Letzte Änderung:26 Mär 2024 13:13

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