Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 41: POSTER II

DY 41.17: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–13:00, Z

Nichtlineare Dynamik des Taylor-Couette-Systems im Fall unabhängig rotierender Zylinder — •Arne Schulz, Silja Füser, Holger Schmaljohann und Gerd Pfister — Institut für Experimentelle und Angewandte Physik, Universität Kiel, Olshausenstr. 40, D-24098 Kiel

Bei dem Taylor-Couette-System handelt es sich um eines der klassischen Testsysteme für hydrodynamische Instabilitäten. Betrachtet wird die Strömung, die sich zwischen zwei konzentrischen, unabhängig voneinander rotierenden Zylindern ausbildet. Diese zeigt bei einer Variation des äußeren Kontrollparameters - der Reynoldszahl - eine Vielzahl komplexer Strömungszustände. So treten zum Beispiel neben stationären Wirbelstrukturen, den Taylor-Wirbeln, im Fall gegeneinander rotierender Zylinder auch periodisch laufende Spiralwellen als erste Instabilität auf.
Wir stellen hier präzise Meßergebnisse im sogenannten breiten Spalt vor (Radienverhältnisη=0.5). Neben Sichtbarkeitsmessungen wird ein LDA-Systems beim rotierenden Außenzylinder angewandt, das einen tieferen Einblick in die Dynamik erlaubt.
Es wird die Auswirkung einer Störung durch einen mit konstanten Drehfrequenz rotierenden Außenzylinder auf bekannte Verzweigungssequenzen im Taylor-Couette-System untersucht und der Einfluß auf die Lage kritischer Punkte analysiert. Daneben werden im Fall gegenrotierender Zylinder experimentell bestimmte Stabilitätsbereiche der auftretenden Moden vorgestellt, die mit den Ergebnissen numerischer Rechnungen (Langford et al., Phys.Fluids 31(4)) verglichen werden.