Highly resolved simulations of turbulent mixed convection in a vertical plane channel. - In: New results in numerical and experimental fluid mechanics X, (2016), S. 515-524
Large Eddy simulation of turbulent thermal convection using different subgrid-scale models. - In: New results in numerical and experimental fluid mechanics X, (2016), S. 505-514
Large Eddy simulations of side flow past a generic model of a high-speed train. - In: New results in numerical and experimental fluid mechanics X, (2016), S. 421-431
Adjoint-based, CAD-free aerodynamic shape optimization of high-speed trains. - In: New results in numerical and experimental fluid mechanics X, (2016), S. 409-419
On phase asymmetries in oscillatory pipe flow. - In: New results in numerical and experimental fluid mechanics X, (2016), S. 113-122
Large Eddy simulations of side flows past a generic model of a high-speed-train using a finite volume and a lattice Boltzmann method. - In: Proceedings of the Third International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance, (2016), Paper 60
Aerodynamic shape optimization of train heads using adjoint-based computational fluid dynamics with different objective functions. - In: Proceedings of the Third International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance, (2016), Paper 56
Statistical and temporal characterization of turbulent Rayleigh-Bénard convection boundary layers using time-resolved PIV measurements. - In: Progress in wall turbulence 2, (2016), S. 317-333
Flow and thermal comfort simulations for double decker train cabins with passengers. - In: Proceedings of the Third International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance, (2016), Paper 42
Interactions between turbulent convection and thermal radiation in direct numerical simulations. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2016. - 1 Online-Ressource (xxiii, 150 Seiten, 10.95 MB)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2016
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Interaktionen zwischen turbulenter Konvektion und Oberflächenstrahlung durch direkte numerische Simulationen. Bei dem untersuchten Bereich handelt es sich um eine quaderförmige Konvektionszelle, die durch horizontale Platten endlicher Dicke begrenzt ist. Die Simulationen werden für die Prandtl-Zahl Pr=0.7, Rayleigh-Zahlen im Bereich von Ra=3.5×10^5 bis Ra=6.3×10^7, Strahlungszahlen zwischen Nr=0,0008 und Nr=0,0026 und Temperaturverhältnissen zwischen [Theta]=29 und [Theta]=45 durchgeführt. Zusätzlich ist das Verhältnis der Temperaturleitfähigkeit auf [lambda]_K=0.003 und [lambda]_K =3.8 eingestellt. Darüber hinaus wird die Schwarzkörperstrahlung betrachtet; dabei geht man davon aus, dass die Seitenwände für die Strahlung durchlässig sind, nicht jedoch für die Wärmeleitung. Die großskaligen Konvektionsrollen sind in Gegenwart von Strahlung größer und sie machen den Bulk gleichförmiger. Überdies ist die durch die Strahlung induzierte Senkung der Turbulezintesität im Bulk von der Ra und der Plattenleitfähigkeit abhängig. Bei [lambda]_K =0.003 beeinflusst die Strahlung die Temperatur der Wärmequellen sichtbar: die Heizplatten werden gekühlt und die Kühlplatten erwärmt. Die Intensität dieser Veränderungen ist jedoch ortsabhängig. Dadurch werden strahlungsbedingt die Temperaturen der kalten Plumes gleichmäßig beeinflusst, während die Temperaturen der heißen Plumes unterschiedlich betroffen sind, je nach ihrer Lage. Bei [lambda] K =3.8 sind die heißen und kalten Plumes sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Strahlung ähnlich. Die Auswertung der Nusselt-Zahl zeigt, dass die Wärmestromdichte der Strahlung wesentlich zur Gesamtwärmestromdichte beiträgt, besonders bei den Platten mit geringer Leitfähigkeit und niedrigen Ra. Darüber hinaus erhöht sich der Strahlungsaustausch mit der Nr schneller als mit [Theta]. Außerdem wird bei [lambda]_K =0.003 der konvektive Abfall festgestellt. Die Untersuchungen ergaben, dass in Regionen, in denen die Plumes entstehen, nur die Wärmestromdichte der Strahlung und ihre Intensität für diesen Abfall verantwortlich sind, während in Regionen, wo die Plumes ankommen, die durch die ankommenden Plumes verursachte konvektive Wärme ebenfalls eine Rolle spielt. Wenn man das Komplexitätsniveau der Randbedingungen reduziert, so dass die Strahlung oder die Temperaturabweichungen vernachlässigt sind, beginnt die Entwicklung der thermischen Plumes bei ähnlichen Durchschnittstemperaturen. Jedoch sind die vorhergesagten flächigen Plumes kälter und größer. Dieser Temperaturabfall wird durch die Überproduktion der mäßig warmen Plumes auf Kosten der Unterproduktion der wärmsten Plumes in der Mitte und bei den Seitenwänden verursacht.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000777