Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 11: Poster I

DY 11.41: Poster

Dienstag, 18. März 1997, 14:30–17:30, F

Inertielle Bénard–Marangoni–Konvektion — •Th. Boeck und A. Thess — Institut für Luft– und Raumfahrttechnik, TU Dresden

In einer ebenen, von unten geheizten Flüssigkeitsschicht mit freier Oberfläche kann der Ruhezustand durch die Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung (Marangoni–Effekt) instabil werden. Numerische Simulationen von Strömungen in Flüssigmetallen, die durch diese thermokapillare Instabilität angetrieben werden, zeigen im zweidimensionalen Fall bei Vergrößerung des Temperaturgradienten einen Übergang zwischen dem Regime schwacher Konvektion und dem Regime inertieller Konvektion, in dem die Bewegung der Konvektionsrollen mit der Rotation von Schwungrädern vergleichbar ist. Dieses Regime ist auch aus der schwerkraftgetriebenen Rayleigh–Bénard–Konvektion bekannt [1,2]. Für genügend kleine Prandtl–Zahlen ist der Übergang zwischen beiden Regimes von diskontinuierlichen Änderungen physikalischer Größen begleitet. Das asymptotische Verhalten bei weiterer Erhöhung des Temperaturgradienten wird durch Skalengesetze beschrieben, die mit einem einfachen Grenzschichtmodell erklärt werden können.

[1] R. M. Clever, F. H. Busse, J. Fluid Mech. 102, 61 (1981)

[2] M. R. E. Proctor, J. Fluid Mech. 82(1), 97 (1977)