FG Aerodynamik und Strömungslehre
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Climate impact of the Drake Passage opening: lessons from a minimalistic laboratory experiment
(2020)
Rotating spherical gap convection in the GeoFlow International Space Station (ISS) experiment
(2020)
Uniform blowing in wall bounded shear flows is well known for its drag reducing effects and has long been investigated ever since. However, many contemporary and former research on this topic has confirmed the drag reducing effect but very less is known regarding
how blowing is effecting the Reynolds stresses at high Reynolds number. Therefore, effect of uniform blowing has been experimentally investigated using Stereo Particle Image Velocimetry (SPIV) measurements in a zero pressure gradient turbulent boundary layer (TBL). The data presented in this literature covers a large range of high Reynolds number flow e.g. Reθ = 7500∼19763 where Reynolds number is based on the momentum thickness. Upstream blowing
was varied from 1%∼6% of free stream velocity and measurements were taken downstream after a short interval. Logarithmic and outer region of the TBL was given special attention in terms of investigating statistics and turbulence properties.
In aktuellen mikro-elektronischen Systemen müssen verschiedene aktive und passive Bauteile auf engstem Raum miteinander auf dem Substrate (bspw. FR4-Leiterplatte) kombiniert werden. Die dabei stetig steigende Leistungsdichte bedarf einer optimierten Kühlstrategie und der Definition von konduktiven und konvektiven Entwärmungspfade, die bereits während der Layout-Designphase der Baugruppe berücksichtigt werden sollten. Strömungsmechanische Simulationen (CFD) können dabei ein erstes Abbild zur Analyse von Kopplungseffekten zwischen den Wärmequellen und der Umgebung liefern. Diese sind jedoch oft zeitaufwendig und es bedarf zumindest ein gewisses Grundverständnis, um die Fluid-mechanischen Parameter, das Vernetzen der Geometrien und die gewonnenen Ergebnisse korrekt zu interpretieren. Erste analytische Ansätze zur reduzierten Beschreibung von ungehäusten Chips auf Leiterplattensubstrat können durch thermische Widerstandsnetzwerke abgebildet und durch Aufteilung der Wärmeströme in Richtung Substrat (Wärmeleitung) und in Richtung des bewegten Fluides (Konvektion) näher beschrieben werden.
Laboratory experiments with a rotating cylindrical annulus arereported that reveal a prograde jet, which is adjacent to a (longitu-dinally) librating inner straight cylindrical wall. Here, wall libration isrealised as a time-harmonic modulation of the inner cylinder’s rota-tion rate. The outer cylindrical wall and bottom and top lids rotatewith constant angular velocity. The main purpose of our study is tocontribute to a qualitative and quantitative understanding of non-linearities that are present in oscillating, but centrifugally stable,vertical boundary layers frequently encountered in rotating wall-bounded flows. We consider a problem that is in a sense comple-mentary to that of previous works that focused on oscillating Ekmanlayers but neglected the vertical Stokes−Stewartson layers. A sim-ple analytical model is proposed that is able to predict the magni-tude and spatial structure of the emerging prograde near-wall jet interms of nonlinearity inherent in the inner cylinder’s boundary layerdynamics.
Linear stability analysis of the convective flow in a spherical gap with rotating inner surface
(2020)
Effect of the Initial Conditions on the Growth of Thermoelectric Instabilities During Parabolic
(2019)
An experimental device previously developed for studying rotating baroclinic flows has been used to investigate undular bores formation, propagation and collision. Up to our knowledge this is the first experimental study of undular bores in a circular channel. For a setup without barriers, this geometry accomplishes in a natural way the periodic lateral boundary conditions, very often used in numerical simulations. An excellent agreement between the experiment and simulation has been achieved. The spatio-temporal structure of bores is well reproduced for the first few reflections or collisions.
Influence of convex structured surfaces on turbulent channel flow at different channel heights
(2019)
Flow control of thermal convection using thermo electro hydrodynamic forces in a cylindrical annulus
(2019)
Angular momentum transport and flow organization in Taylor-Couette flow at radius ratio of η=0.357"
(2019)
Statistics, plumes and azimuthally travelling waves in ultimate Taylor–Couette turbulent vortices
(2019)
Mixing and overshooting in surface convection zones of DA white dwarfs: First results from ANTARES
(2018)
Experimental investigation of active control in turbulent boundary layer using uniform blowing
(2018)
Flow Pattern and Heat Transfer in a Cylindrical Annulus Under 1 g and Low-g Conditions: Experiments
(2018)
Flow pattern and heat transfer in a cylindrical annulus under 1g and low-g conditions: Experiments
(2017)
Ziele des Vorhabens sind die Verbesserung der Messtechnik für tribologische Untersuchungen in der Kolbengruppe aus dem Vorläufervorhaben Kolbenring-Öltransport I und die Untersuchung von verschiedenen Betriebsbedingungen und Komponenten hinsichtlich ihres Einflusses auf den Ölhaushalt. Der Fokus liegt auf der verbesserten Auflösung der Schmierfilmdickenmessung und der Ringstoßlagen. Mit der erweiterten Kapillar- und Lichtleiterkonfiguration werden neue Öltransportvorgänge entlang des Kolbenringpakets mittels Tracerinjektion und simultaner LiF-Messung beobachtet. Das methodische Vorgehen bei der optischen Analyse des Kapillarfüllungsgrades wird an einem Labor-Druckprüfstand weiterentwickelt.
Des Weiteren werden komplexe Simulationsmodelle erstellt, mit denen die Kolbensekundär-bewegung, die Kolbenringbewegung, die Gasströmung im Ringpaket und der Öltransport im Ringpaket geklärt werden können. Die Kolbensekundärbewegungsrechnung basiert auf einer FEM-Diskretisierung die aus CAD-Modellen sämtlicher Bauteile abgeleitet ist. Die dreidimensionale Berechnung der Kolbenringbewegung erfolgt unter Berücksichtigung dynamisch wirkender Kräfte aus der Bewegung, der Ringreibung, dem Gasdruck und den Zwischenring- drücken. Die Elastizität der Ringe wird berücksichtigt, so dass Biegung, Torsion und damit auch das Twisten abgebildet werden können. Nut- und Ringgeometrie sowie thermisch bedingte Verzüge fließen ebenfalls in die Berechnung mit ein. Als Ergebnisgrößen stehen neben den Ringbewegungen und -lagen auch die Gasströmungen und -drücke, Schmierfilmhöhen und Verlustleistungen zur Verfügung.
Die Projektreihe Kolbenring-Öltransport dient der Untersuchung der tribologischen Zustände in der Kolbengruppe. Dabei wurde im ersten Projektabschnitt ein 0,5-l-Einzylinder-Forschungsmotor aufgebaut, der mit zahlreichen Sensoren ausgerüstet ist, um diese Zustände messtechnisch zu erfassen. Im zweiten, hier ausschnittsweise vorgestellten Projektabschnitt wurden zusätzliche Simulationsmodelle implementiert, die durch Abgleich mit den aufgezeichneten Messdaten an Genauigkeit gewinnen und zum Verständnis des Ölhaushalts in der Kolbengruppe erheblich beitragen.
The main focus of the project series “Piston Ring Oil Transport” is the investigation of the tribological conditions in the piston assembly. Within the first part of the project, a 0.5-l single-cylinder research engine was built up [1, 2], which is equipped with numerous sensors to measure the tribological circumstances. In the second project part [3] presented here, additional simulation models are developed, which gain accuracy compared to the recorded measurement data and contribute significantly to an understanding of the oil supply at the piston assembly.