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Direkte numerische Simulation der Konvektion in einer Fluidschicht mit interner Wärmequelle

Schmidt, M.; Wörner, M.; Grötzbach, G.

Abstract:
Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Naturkonvektion in einer horizontalen Fluidschicht mit homogen verteilter volumetrischer Wärmequelle. Die obere und untere Wand sind isotherm und auf gleicher Temperatur. Die Untersuchungen erfolgen mit der Methode der direkten numerischen Simulation, wobei in den beiden horizontalen Richtungen periodische Randbedingungen verwendet werden. Für ein Fluid mit Prandtl-Zahl Pr=7 werden Rechnungen für die internen Rayleigh-Zahlen Ra=105, Ra=5·105, Ra=106, Ra=5·106, Ra=107, Ra=108 und Ra=109 vorgestellt. Die Ergebnisse sind, bis auf den Wärmeübergang an der unteren Wand in der Simulation mit Ra=109, in sehr guter Übereinstimmung mit experimentellen Daten.
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Abstract (englisch):
Direct Numerical Simulation of the convection in an horizontal fluid layer with internal heat generation
Results of direct numerical simulations (DNS) of the convection in an internally heated horizontal fluid layer are presented. The boundary conditions used are periodic in both horizontal directions while the top and bottom walls are isothermal and of equal temperature. Results are given for fluid Prandtl number Pr = 7 and Rayleigh numbers Ra=105, Ra=5·105, Ra=106, Ra=5·106, Ra=107, Ra=108, and Ra=109\. Besides the simulation with Ra=109, where the heat transfer at the lower wall is somewhat too high, the computational results compare very well with experimental findings.
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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/270041654
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Reaktorsicherheit (IRS_CN)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsjahr 1997
Sprache Deutsch
Identifikator urn:nbn:de:swb:90-AAA2700416544
KITopen-ID: 270041654
Reportnummer: FZKA-5916
HGF-Programm 32.22.02 (Vor POF, LK 01)
Verlag Universität Karlsruhe (TH)
Serie Wissenschaftliche Berichte / FZKA ; 5916
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