Measurement of the onset of MHD-turbulence caused by a step in the electrical conductivity in the channel walls of GALINKA II and comparisons with theoretical models

Messungen zum Einsetzen der durch eine stufenförmig verteilte elektrische Leitfähigkeit in den Kanalwänden von GALINKA II verursachten MHD-Turbulenz und Vergleich mit theoretischen Modellen
Das Einsetzen der 2-dimensionalen MHD-Turbulenz von Scherschichten mit steilen Geschwindigkeitsgradienten wird untersucht. Durch die Wahl einer besonderen Verteilung der Leitfähigkeit der Wände ist es möglich, Geschwindigkeitsprofile zu erzeugen, welche ihre Stabilität verlieren und ein zeitabhängiges Wirbelmuster zeigen, sobald die Parameter kritische Werte übersteigen. Die Experimente werden in einem "Horse Track" Kreislauf durchgeführt, der in dem Dipolmagnet der MEKKA-Anlage eingebaut ist. ... mehrDie Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit der Wände wird durch einen Kupferstreifen erreicht, der in die elektrisch isolierten Wände eingebettet ist. Die experimentellen Ergebnisse für die Stabilitätsgrenze und auch für die spektrale Leistungsverteilung stimmen sehr gut mit den Ergebnissen eines theoretischen Modells überein. Eine Potentialsonde mit 6x11 Meßpunkten wurde entwickelt. Sie dient als Instrument zur Erzeugung von direkten Momentanaufnahmen der Wirbelstruktur.

The onset of 2-dimensional MHD-turbulence on shear layers with steep velocity gradients has been investigated experimentally. By choosing a special distribution of the electrical conductivity of the walls it is possible to create initial velocity profiles which loose their stability and show time dependent vortex flow pattern once the parameters exceed critical limits. The experiments have been conducted in a "horse track" loop being installed in the dipole magnet of the MEKKA facility. The distribution of the electrical conductivity of the walls has been realized by a copper strip embedded in the electrically insulating walls. ... mehrThe experimental results of the stability limits as well as of the spectral power density agree very well with the results of a theoretical model. A 6x11 potential probe array has been developed serving as an instrument to obtain a direct image of the vortex structure.