Sie sind hier
E-Book

Asymptotische Analyse von turbulenten Strömungen bei hohen Rayleigh-Zahlen

AutorMarc Hölling
VerlagCuvillier Verlag
Erscheinungsjahr2006
Seitenanzahl154 Seiten
ISBN9783736920156
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis16,10 EUR
Die natürliche Konvektion ist eine Strömungsform die sowohl in der Natur, z.B. bei Luftströmungen in der Atmosphäre, als auch in technischen Anwendungen, z.B. Klimatisierung von Gebäuden, Kühlung elektronischer Bauteile etc., zu finden ist. Sie kommt durch Auftriebskräfte aufgrund von Dichteunterschieden im Fluid zustande, die zumeist durch das zugehörige Temperaturfeld hervorgerufen werden. Dadurch ist das Geschwindigkeitsfeld unmittelbar an das Temperaturfeld gekoppelt. Das Strömungsfeld kann nicht mehr unabhängig bestimmt werden und die beschreibenden Gleichungen werden aufwendiger als im Falle der erzwungenen Konvektion. In der vorliegenden Arbeit wird die turbulente natürliche Konvektion untersucht, wobei nach natürlicher Konvektion an vertikalen Wänden und nach Rayleigh-Bénard Konvektion unterschieden wird. Für beide Fälle gibt es in der Literatur keine Theorie, mit der die Profile in Wandnähe zufriedenstellend beschrieben werden können. Es werden beide Strömungsformen mit Hilfe der Asymptotik, d.h. für sehr hohe Rayleigh-Zahlen, untersucht. Das gewählte Vorgehen ist analog zur Analyse der turbulenten erzwungenen Konvektion, mit der man z.B. das bekannte logarithmische Wandgesetz für hohe Reynolds-Zahlen herleiten kann. Es kann für beide Fälle (vertikale Wand und Rayleigh-Bénard Konvektion) eine Zwei-Schichten-Struktur der Strömung identifiziert werden, die aus einer sehr dünnen Wandschicht mit extrem hohen Gradienten und einer Außen- bzw. Kernschicht mit rein turbulentem Transport besteht. Durch ein Anpassen der Gradienten in einer Überlappungsschicht können Temperaturprofile ermittelt werden, die universell gültig sind und in sehr guter Übereinstimmung mit DNS- und experimentellen Daten sind. Für den Fall der vertikalen Wand kann zusätzlich ein Geschwindigkeitsprofil ermittelt werden. Die neuen Temperatur- bzw. Geschwindigkeitsprofile werden als Wandfunktionen in einem CFD-Code implementiert. Es ist hiermit möglich, turbulente natürliche Konvektion an vertikalen Wänden auch mit groben Gittern zu berechnen. Der Bereich der viskosen Unterschicht muss nicht mehr aufgelöst werden, sondern kann mit Hilfe der neuen universellen Profile überbrückt werden. Es kann somit die Rechenzeit deutlich verringert werden und es ist zusätzlich eine erhöhte Genauigkeit gegenüber kommerziellen Programmen mit sehr feinen Gittern zur Auflösung der viskosen Unterschicht festzustellen. Für die Rayleigh-Bénard Konvektion wird das Temperaturprofil in eine Nußelt-Beziehung umgeformt. Diese neue Nußelt-Beziehung zeigt eine sehr gute Übereinstimmung mit aktuellen Messdaten, die mit anderen Theorien nur schlecht zu erklären sind. Somit kann sie ein Stück zum Verständnis des Wärmetransports bei der Rayleigh-Bénard Konvektion beitragen, den Physiker und Ingenieure schon seit mehr als 100 Jahre untersuchen und der noch immer Gegenstand aktueller Forschungsprojekte ist.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Weitere E-Books zum Thema: Maschinenbau - Elektrotechnik - Fertigungstechnik

FEM mit NASTRAN

E-Book FEM mit NASTRAN
Format: PDF

Die Simulations- bzw. CAE-Technik gilt als eine der Schlüsseltechnologien der Gegenwart. Mit ihr lassen sich wichtige Eigenschaften späterer Produkte ohne aufwändige und…

Fahrwerktechnik: Grundlagen

E-Book Fahrwerktechnik: Grundlagen
Format: PDF

In diesem international anerkannten Standardwerk werden das Fahrverhalten und die Fahrwerktechnik ausgeführter Pkw und Nkw, die Funktionen der einzelnen Fahrwerksysteme und die Merkmale von…

3D-Konstruktion mit Solid Edge

E-Book 3D-Konstruktion mit Solid Edge
Format: PDF

Dieses Lehr- und Praxisbuch soll den Einstieg in das 3D-System Solid Edge und den zugehörigen Konstruktionsprozess erleichtern. Gleichzeitig kann es als Nachschlagewerk und als Anregung für die 3D-…

3D-Konstruktion mit Solid Edge

E-Book 3D-Konstruktion mit Solid Edge
Format: PDF

Dieses Lehr- und Praxisbuch soll den Einstieg in das 3D-System Solid Edge und den zugehörigen Konstruktionsprozess erleichtern. Gleichzeitig kann es als Nachschlagewerk und als Anregung für die 3D-…

Weitere Zeitschriften

FESTIVAL Christmas

FESTIVAL Christmas

Fachzeitschriften für Weihnachtsartikel, Geschenke, Floristik, Papeterie und vieles mehr! FESTIVAL Christmas: Die erste und einzige internationale Weihnachts-Fachzeitschrift seit 1994 auf dem ...

Correo

Correo

 La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura ModernaPflanzenschutzmagazin für den Landwirt, landwirtschaftlichen Berater, Händler und am Thema Interessierten mit umfassender ...

Demeter-Gartenrundbrief

Demeter-Gartenrundbrief

Einzige Gartenzeitung mit Anleitungen und Erfahrungsberichten zum biologisch-dynamischen Anbau im Hausgarten (Demeter-Anbau). Mit regelmäßigem Arbeitskalender, Aussaat-/Pflanzzeiten, Neuigkeiten ...

dental:spiegel

dental:spiegel

dental:spiegel - Das Magazin für das erfolgreiche Praxisteam. Der dental:spiegel gehört zu den Top 5 der reichweitenstärksten Fachzeitschriften für Zahnärzte in Deutschland (laut LA-DENT 2011 ...

Deutsche Tennis Zeitung

Deutsche Tennis Zeitung

Die DTZ – Deutsche Tennis Zeitung bietet Informationen aus allen Bereichen der deutschen Tennisszene –sie präsentiert sportliche Highlights, analysiert Entwicklungen und erläutert ...

dima

dima

Bau und Einsatz von Werkzeugmaschinen für spangebende und spanlose sowie abtragende und umformende Fertigungsverfahren. dima - die maschine - bietet als Fachzeitschrift die Kommunikationsplattform ...

DULV info

DULV info

UL-Technik, UL-Flugbetrieb, Luftrecht, Reiseberichte, Verbandsinte. Der Deutsche Ultraleichtflugverband e. V. - oder kurz DULV - wurde 1982 von ein paar Enthusiasten gegründet. Wegen der hohen ...

Euphorion

Euphorion

EUPHORION wurde 1894 gegründet und widmet sich als „Zeitschrift für Literaturgeschichte“ dem gesamten Fachgebiet der deutschen Philologie. Mindestens ein Heft pro Jahrgang ist für die ...

F- 40

F- 40

Die Flugzeuge der Bundeswehr, Die F-40 Reihe behandelt das eingesetzte Fluggerät der Bundeswehr seit dem Aufbau von Luftwaffe, Heer und Marine. Jede Ausgabe befasst sich mit der genaue Entwicklungs- ...