Untersuchung der Zirkulationsbewegung und des Wärmetransports in turbulenter Mischkonvektion mittels optischer Messverfahren

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Diese Arbeit befasst sich mit zwei verschiedenen Typen des dynamischen Verhaltens von Strömungsstrukturen in turbulenter Mischkonvektion. Zu deren Untersuchung wurden Experimente in einer quaderförmigen Rayleigh-Bénard-Zelle, welche durch Lufteinlässe und -auslässe erweitert wurde, durchgeführt. Diese Experimente umfassten Messungen mit tomographischer Particle Image Velocimetry (PIV), stereoskopischer PIV und kombinierter PIV und Particle Image Thermometrie. Um die Mechanik hinter den verschiedenen Dynamiken der Strukturen zu untersuchen, wurden weiterführende Analyseverfahren, wie die Zerlegung gemessener Felder in orthogonale Moden, angewendet. Die wesentlichen Schlüsse, die daraus gezogen werden konnten sind, dass das dynamische Verhalten für den niedrigen Luftdurchsatz durch einen Akkumulationsprozess angetrieben wird, während bei höheren Luftdurchsätzen trägheitsgetriebene Strukturen, genauer Taylor-Görtler-artige Wirbel, das dynamische Verhalten bestimmen.