Feinstrukturstatistik der turbulenten Rayleigh-Bénard-Konvektion

• Applicant: Professor Dr. Jörg Schumacher
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 28239117

Turbulente Konvektion ist von großskaligen und komplexen Strömungsstrukturen begleitet, die mittels des thermischen Auftriebes durch das Temperaturfeld angefacht werden. Deren Einfluß auf die lokale Isotropie der kleinskaligen statistischen Fluktuationen der Turbulenz weist noch viele offene Fragen auf. Ein besseres Verständnis dieser Wechselwirkung ist jedoch notwendig, um oft genutzte Modellierungen der Feinstruktur, die meistens die Existenz lokaler Isotropie voraussetzen, zu verbessern. Im beantragten Projekt soll diese Problematik in drei sukzessiven Stufen mittels direkter numerischer Simulationen bearbeitet werden. Erstens soll der turbulente Transport von passiven Skalar- und (aktiven) Temperaturfeldern in Volumenturbulenzsimulationen miteinander verglichen werden. Zweitens wird der Einfluss der aus den Grenzschichten herauswachsenden Transportmuster auf die statistischen Fluktuationen der Felder und ihrer Gradienten untersucht. Drittens soll der Einfluss der Variation der Geometrie des Konvektionssystems auf die Fluktuationen analysiert werden. Eine Änderung des Seitenverhältnisses der Konvektionszelle kann beispielsweise den kompletten Zusammenbruch der großskaligen Zirkulationen nach sich ziehen.

• DFG Programme: Research Grants