Download or read book PROPRIETES SPATIO TEMPORELLES ET TRANSITION VERS LA TURBULENCE EN CONVECTION DE RAYLEIGH BENARD A 1 ET 2 DIMENSIONS written by FRANCOIS.. DAVIAUD and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS ETUDIONS LES PROPRIETES SPATIO-TEMPORELLES ET LA TRANSITION A LA TURBULENCE DANS DES SYSTEMES D'ECOULEMENTS CONVECTIFS DE RAYLEIGH-BENARD POSSEDANT UNE OU DEUX DIMENSIONS D'ESPACE. LA PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE SYSTEMES CONVECTIFS UNIDIMENSIONNELS. ELLE REVELE L'EXISTENCE DE COMPORTEMENTS DYNAMIQUES COLLECTIFS, PUIS UNE TRANSITION VERS LA TURBULENCE VIA UN PHENOMENE D'INTERMITTENCE SPATIO-TEMPOREL CARACTERISE PAR LA COEXISTENCE DE REGIONS ORDONNEES (LAMINAIRES) ET DESORDONNEES (TURBULENTES), QUI EVOLUENT DANS LE TEMPS ET DANS L'ESPACE. NOUS MONTRONS PAR UNE ETUDE STATISTIQUE QUE CETTE EVOLUTION PEUT ETRE DECRITE EN TERMES DE TRANSITION DE PHASE ET QU'ELLE EST SIMILAIRE A LA TRANSITION OBSERVEE DANS CERTAINS MODELES NUMERIQUES, NOTAMMENT EN PERCOLATION DIRIGEE. LA SECONDE PARTIE CONCERNE L'ETUDE DES ROUTES VERS LA TURBULENCE QUI SONT OBSERVEES DANS DES GEOMETRIES ETENDUES ET A FAIBLE NOMBRE DE PRANDTL. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTES PUIS INTERPRETES DANS LE CADRE D'UN FORMALISME UTILISANT LES EQUATIONS DE PHASE. ILS MONTRENT L'INTERACTION EXISTANT ENTRE LES COURANTS A GRANDE ECHELLE ET LES ECOULEMENTS CONVECTIFS, ET METTENT EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES SUR L'EVOLUTION DES STRUCTURES CONVECTIVES

Download or read book APPROCHE DE LA TURBULENCE EN CONVECTION DE RAYLEIGH BENARD FORCEE SPATIALEMENT written by GEORGES.. BALZER and published by . This book was released on 1992 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS ETUDIONS LES PROPRIETES SPATIO-TEMPORELLES ET LA TRANSITION A LA TURBULENCE DANS UNE EXPERIENCE DE CONVECTION DE RAYLEIGH-BENARD FORCEE SPATIALEMENT EN GEOMETRIE UNIDIMENSIONNELLE. NOUS METTONS EXPERIMENTALEMENT EN EVIDENCE UN EFFET SURPRENANT DE BRISURE DE PARITE QUI SE TRADUIT PAR UNE INCLINAISON SPONTANEE DES COURANTS CONVECTIFS PAR RAPPORT AU FORCAGE. CECI S'INTERPRETE SIMPLEMENT A PARTIR D'UNE EQUATION DE PHASE QUI PREDIT CORRECTEMENT LE DIAGRAMME DE BIFURCATION OBSERVE EXPERIMENTALEMENT. LES COMPORTEMENTS DYNAMIQUES SONT AFFECTES PAR LA BRISURE DE PARITE ET LEUR APPARITION EST HETEROGENE. L'INTERPRETATION DE CES COMPORTEMENTS EST FAITE A PARTIR D'EQUATIONS D'AMPLITUDE FAISANT APPARAITRE UN COUPLAGE ENTRE INCLINAISON ET DEPENDANCE TEMPORELLE

Download or read book Transition vers la turbulence via intermittence spatio temporelle written by Hugues Chaté and published by . This book was released on 1989 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse regroupe des travaux analytiques et numériques sur le problème de la transition vers la turbulence des systèmes a grand rapport d'aspect pouvant présenter des régimes dynamiques ou coexistent et évoluent, dans le temps et l'espace, des régions ordonnées (laminaires) et désordonnées (turbulentes). Nous développons, pour ces régimes d'intermittence spatio-temporelle, une méthode d'analyse montrant que les transitions sont en général bien décrites en termes de transition de phase, ce qui constitue une irruption nouvelle de la mécanique statistique dans le champ de l'hydrodynamique. La première partie est consacrée a l'étude d'équations aux dérivées partielles non intégrables similaires au modèle de kuramoto-sivashinsky, qui peuvent être vues comme des modèles unidimensionnels de la convection de rayleigh-benard. La seconde partie traite de réseaux d'itérations couplées et présente les transitions d'un modèle minimal dans des espaces de dimension un a quatre. Cette étude montre que la transition vers la turbulence via intermittence spatio-temporelle n'est pas universelle au sens des classes d'universalité des phénomènes critiques. Dans la troisième partie, nous étudions des automates cellulaires relies au problème de la transition vers la turbulence via intermittence spatio-temporelle et proposons une explication de la non-universalité de la transition

Download or read book Convection de Rayleigh Benard dans l air pour des cavit s grands facteurs d aspect written by Béatrice Martinet and published by . This book was released on 1983 with total page 242 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ANALYSE EXPERIMENTALE DES TRANSITIONS ENTRE REGIMES ORGANISES STATIONNAIRES ET INSTATIONNAIRES EN CONVECTION DE RAYLEIGH-BENARD, EFFECTUEE POUR DE L'AIR CONFINE DANS DES CELLULES PARALLELEPIPEDIQUES DE GRANDS FACTEURS D'ASPECT (COMPRIS ENTRE 6 ET 30). OBSERVATION EN STATIONNAIRE DE LA SELECTION DU NOMBRE D'ONDES, AVEC DIMINUTION DU NOMBRE DE ROULEAUX A NOMBRE DE RAYLEIGH CROISSANT. EN INSTATIONNAIRE, TRANSITION VERS LA TURBULENCE, A NOMBRE DE ROULEAUX CONSTANT, VIA DES REGIMES MONOPERIODIQUE ET QUASI PERIODIQUE. LA FREQUENCE FONDAMENTALE DEPEND LINEAIREMENT DU NOMBRE DE RAYLEIGH ET EST INDEPENDANT DU FACTEUR D'ASPECT

Download or read book Comportements spatio temporels dans les instabilit s convectives de B nard written by Samir Rahal and published by . This book was released on 1996 with total page 514 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL ON A ETUDIE L'INSTABILITE DE BENARD-MARANGONI EN GEOMETRIE MOYENNEMENT CONFINEE: STABILITE, DYNAMIQUE ET TOPOLOGIE DES STRUCTURES CONVECTIVES. ON A ADAPTE LE MODELE PHENOMENOLOGIQUE DE SWIFT-HOHENBERG QUI FAIT INTERVENIR UNE FONCTION POTENTIEL, PERMETTANT DE STATUER SUR L'ETAT DU SYSTEME (TRANSITOIRE: MODES INSTABLES OU STATIONNAIRE: MODES STABLES), DANS LAQUELLE LES DIFFERENTES CONTRIBUTIONS DES DIFFERENTS MECANISMES DE SELECTION DU NOMBRE D'ONDE ONT ETE CONSIDEREES. UN DIAGRAMME DE STABILITE DES MODES SPATIAUX A ETE ETABLI. L'INFLUENCE DES CONDITIONS AUX LIMITES GEOMETRIQUES, DES GRADIENTS THERMIQUES APPLIQUES ET DES CONDITIONS INITIALES SUR LA DYNAMIQUE ET LE TAUX DE DESORDRE DES STRUCTURES A ETE AUSSI CONSIDEREE EN UTILISANT DES METHODES STATISTIQUES. UNE ANALYSE TOPOLOGIQUE DES STRUCTURES A ETE EGALEMENT MENEE ; ON A PU AINSI MONTRER QUE TOUTES LES LOIS TOPOLOGIQUES USUELLES SONT VERIFIEES ET ON A CONSTATE LA SIMILITUDE SAISISSANTE DE CES STRUCTURES AVEC D'AUTRES STRUCTURES BIDIMENSIONNELLES D'ORIGINES TRES DIVERSES. EN GEOMETRIE CONFINEE, ON S'EST INTERESSE A LA RECONNAISSANCE ET A LA CARACTERISATION DES REGIMES DYNAMIQUES, AUX TRANSITIONS ENTRE EUX ET A L'ETUDE DES INTERACTIONS MODES SPATIAUX-MODES TEMPORELS. UN SCENARIO DE TRANSITION VERS LE CHAOS TEMPOREL VIA LA QUASI-PERIODICITE A ETE RECONNU, LES ETATS CHAOTIQUES ONT ETE CARACTERISES PAR LEURS ATTRACTEURS ET LEURS DIMENSIONS FRACTALES. DANS LA DEUXIEME PARTIE (INSTABILITE DE RAYLEIGH-BENARD), ON A ABORDE LE PROBLEME DU SEUIL DE CONVECTION DANS DES ENCEINTES RECTANGULAIRES AVEC DES CONDITIONS AUX LIMITES THERMIQUES VARIABLES. LES APPROCHES THEORIQUE, NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA NATURE DES PAROIS, DE LEURS EPAISSEURS ET DU CONFINEMENT SUR LE SEUIL DE CONVECTION. LES STRUCTURES CONVECTIVES ET LES TRANSFERTS DE CHALEUR POUR DIFFERENTES CONDITIONS AUX LIMITES THERMIQUES, ONT ETE CONSIDERES EXPERIMENTALEMENT ET NUMERIQUEMENT ET CECI POUR UNE ENCEINTE HORIZONTALE ET POUR UNE ENCEINTE INCLINEE

Download or read book Instabilit s et transition vers la turbulence faible spatio temporelle dans une exp rience de plasma written by Alex Madon and published by . This book was released on 1996 with total page 322 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE PROBLEME ABORDE DANS CE TRAVAIL EST DE FOURNIR DES MODELES POUR LA ROUTE VERS LA TURBULENCE OBSERVEE DANS UN SYSTEME EXPERIMENTAL. LE SYSTEME CONSIDERE EST UN PLASMA DE DECHARGE CONFINE MAGNETIQUEMENT. UN DIAGNOSTIC SPATIO-TEMPOREL EST ASSURE PAR UNE COURONNE DE 64 SONDES DE LANGMUIR. LORSQU'UN DES PARAMETRES DE CONTROLE DE L'EXPERIENCE (UNE TENSION) AUGMENTE, ON OBSERVE DIFFERENTS REGIMES, DU PLASMA STABLE A L'ETAT DE TURBULENCE FAIBLE SPATIO-TEMPORELLE. UNE METHODE D'ANALYSE DES DONNEES EST PROPOSEE. ELLE S'APPUIE SUR LA DECOMPOSITION BI-ORTHOGONALE ET CONSISTE A IDENTIFIER DANS LES SIGNAUX DES ONDES MODULEES. LA DESCRIPTION DU COMPORTEMENT DU SYSTEME EN TERMES D'ONDES MODULEES PERMET DE DETECTER DES BIFURCATIONS QUI N'AVAIENT PAS ETE OBSERVEES PAR LES METHODES CLASSIQUES. UN MODELE POUR LE PHENOMENE DE DOUBLEMENT DE VITESSE OBSERVE DANS LES SIGNAUX EXPERIMENTAUX EST PROPOSE. IL EST BASE SUR DES MODULATIONS PUREMENT SPATIALES. UN DEUXIEME MODELE EST PROPOSE AFIN DE DECRIRE LA ROUTE COMPLETE VERS LA TURBULENCE. PLUS PRECISEMENT, NOUS DONNONS UN SYSTEME DYNAMIQUE QUI DECRIT L'EVOLUTION TEMPORELLE DES AMPLITUDES DES ONDES MODULEES ET QUI PEUT ETRE CONSIDERE COMME UNE FORME NORMALE POUR LA SEQUENCE DE BIFURCATIONS OBSERVEES: 1) APPARITION D'UNE ONDE MODULEE 2) UN ETAT QUASI-PERIODIQUE A QUATRE ONDES MODULEES 3) UN ETAT D'ACCROCHAGE DE FREQUENCE A QUATRE ONDES MODULEES 4) L'ETAT TURBULENT. CE MODELE, CONSTRUIT DE MANIERE HEURISTIQUE, EST ENSUITE JUSTIFIE PAR DES CALCULS ANALYTIQUES ET PAR DES SIMULATIONS NUMERIQUES. ENFIN, EN ANNEXE, LE MODELE EST RELIE AUX EQUATIONS FLUIDES DES PLASMAS

Download or read book Turbulent Rayleigh B nard Convection of Low Prandtl number Gases written by James Douglas Hogg and published by . This book was released on 2012 with total page 256 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Spatial power spectra of the shadowgraph images showed peaks at small wavelengths which decreased with increasing Rayleigh number. Only at the highest observed Rayleigh numbers were large-scale structures comparable in size to the height of the cell observed.

Download or read book STRUCTURES SPATIALES ET TURBULENCE DE PHASE EN CONVECTION DE RAYLEIGH BENARD written by Alain Pocheau and published by . This book was released on 1987 with total page 136 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ON ANALYSE LA TRANSITION SUR DEUX DECADES DE NOMBRE DE PRANDTL, DU REGIME DE SELECTION DE NOMBRE DE D'ONDE A CELUI DE TURBULENCE DE PHASE. ON DETERMINE LE ROLE DES DEFAUTS DE STRUCTURE. ON IDENTIFIE LA PRESENCE D'ECOULEMENTS DE DERIVE DONT ON DEMONTRE L'IMPORTANCE ENVERS LA FORMATION DES CONTRAINTES. CET EFFET EST ANALYSE PAR UN FORMALISME D'INVARIANCE DE JAUGE. PAR VISUALISATION DE LA CONVECTION EN PHASE GAZEUSE ON CARACTERISE LES MECANISMES DE LA TURBULENCE DE PHASE

Download or read book Convection turbulente dans une cellule de Rayleigh B nard cryog nique written by Frédéric Gauthier and published by . This book was released on 2008 with total page 154 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'étude de la convection turbulente pour des nombres de Rayleigh (Ra) pouvant atteindre 10^14 grâce à l'utilisation de l'hélium cryogénique. Nous nous intéressons plus particulièrement au régime de convection apparaissant pour Ra≈10^12. Ce régime a été observé et interprété à Grenoble il y a une dizaine d'années, comme la transition vers le Régime Ultime de la convection prédit par R. Kraichnan en 1962. Deux signatures de ce régime avaient alors été observées : une augmentation du nombre de Nusselt (Nu) ainsi qu'un changement qualitatif sur les fluctuations de température dans le cœur de la cellule, cette dernière signature ayant été contestée en invoquant un effet de taille de capteurs. Dans un premier temps, nous confirmons la transition déjà observée sur les mesures locales de température, à partir de mesures réalisées avec un thermomètre dix fois plus petit. Ce résultat est complété par une étude de l'influence de la taille des thermomètres sur les mesures. Des thermomètres dont la taille varie de 17 microns à 2 mm ont été fabriqués dans ce but. Ensuite, nous observons indirectement une instabilité de la couche limite thermique, en accord avec les prédictions sur le Régime Ultime. Cette observation est réalisée à partir de mesures des fluctuations de température de la plaque inférieure de la cellule. Cette transition et celle sur Nu interviennent pour le même Ra. Enfin, nous écartons l'hypothèse selon laquelle la transition observée sur le transfert thermique serait associée à une transition de l'écoulement à grande échelle dans la cellule, grâce à une caractérisation de cet écoulement avant et après la transition.

Download or read book Convection turbulente dans une cellule de Rayleigh B nard cryog nique written by Frédéric Gauthier and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est consacrée à l'étude de la convection turbulente pour des nombres de Rayleigh (Ra) pouvant atteindre 10^14 grâce à l'utilisation de l'hélium cryogénique. Nous nous intéressons plus particulièrement au régime de convection apparaissant pour Ra≈10^12. Ce régime a été observé et interprété à Grenoble il y a une dizaine d'années, comme la transition vers le Régime Ultime de la convection prédit par R. Kraichnan en 1962. Deux signatures de ce régime avaient alors été observées : une augmentation du nombre de Nusselt (Nu) ainsi qu'un changement qualitatif sur les fluctuations de température dans le cœur de la cellule, cette dernière signature ayant été contestée en invoquant un effet de taille de capteurs. Dans un premier temps, nous confirmons la transition déjà observée sur les mesures locales de température, à partir de mesures réalisées avec un thermomètre dix fois plus petit. Ce résultat est complété par une étude de l'influence de la taille des thermomètres sur les mesures. Des thermomètres dont la taille varie de 17 microns à 2 mm ont été fabriqués dans ce but. Ensuite, nous observons indirectement une instabilité de la couche limite thermique, en accord avec les prédictions sur le Régime Ultime. Cette observation est réalisée à partir de mesures des fluctuations de température de la plaque inférieure de la cellule. Cette transition et celle sur Nu interviennent pour le même Ra. Enfin, nous écartons l'hypothèse selon laquelle la transition observée sur le transfert thermique serait associée à une transition de l'écoulement à grande échelle dans la cellule, grâce à une caractérisation de cet écoulement avant et après la transition.

Download or read book Experimental Characterization of Turbulent Superstructures in Large Aspect Ratio Rayleigh B nard Convection written by Sebastian Moller and published by . This book was released on 2021* with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Die Untersuchung von thermisch induzierten Strömungen hat in den letzten Jahrzehnten eine enorme Aufmerksamkeit erfahren, um geophysikalische und astrophysikalische Systeme besser verstehen zu können. Hierfür hat sich das sogenannte Rayleigh-Bénard Modell als eines der meist untersuchten fluidmechanischen Systeme etabliert, da es die kaum abzubildende Komplexität von natürlichen Systemen in ihrer Mannigfaltigkeit auf ein Fluidvolumen reduziert, welches von unten isotherm erwärmt und von oben isotherm gekühlt wird. Trotz dieser Reduzierung an Komplexität können mit diesem Modell die wesentlichen Eigenschaften von thermischer Konvektion abgebildet werden. Die Strömung in einem solchen System, welche als Rayleigh-Bénard Konvektion bekannt ist, weist Strömungsstrukturen auf unterschiedlichsten Längenskalen auf. In der vorliegenden Arbeit werden die sogenannten Superstrukturen untersucht. Diese sich in horizontaler Richtung weit erstreckenden Strukturen treten in Erscheinung, wenn die horizontale Dimension der Fluidschicht wesentlich größer als der vertikale Abstand zwischen der erwärmten Unterseite und der gekühlten Oberseite ist. Da die Superstrukturen bisher im Wesentlichen anhand von numerischen Simulationen untersucht wurden, soll in dieser Arbeit erstmals vom experimentellen Standpunkt ein besserer Eindruck gewonnen werden. Zur Untersuchung der Superstrukturen wird eine Rayleigh-Bénard Zelle mit den Abmessungen l × w × h = 700 mm × 700 mm × 28 mm und folglich mit einem Aspektverhältnis von [Gamma] = l/h =25 aufgebaut. Bei allen Experimenten wird diese Zelle mit Wasser als Arbeitsmedium befüllt. Um die Rayleigh-Bénard Strömung zu untersuchen, werden thermochrome Flüssigkristalle als Impfpartikel der Strömung beigefügt, sodass simultane Messungen des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes in horizontalen Ebenen der Zelle vorgenommen werden können. Während das Geschwindigkeitsfeld mittels der Bewegung der thermochromen Flüssigkristalle im zeitlichen Verlauf anhand der etablierten Partikelbild-Geschwindigkeitsmessung (Particle Image Velocimetry) bestimmt wird, basiert die Messung des Temperaturfelds auf der farblichen Erscheinung der thermochromen Flüssigkristalle, welche unter der Beleuchtung von Weißlicht temperaturabhängig ist. Im Hinblick auf die genaue Bestimmung der Temperatur wird diese Messtechnik umfänglich charakterisiert, wobei die wesentlichen Einflussfaktoren auf die Messunsicherheit diskutiert werden. Da die Untersuchung der turbulenten Superstrukturen mittels dieser Messtechnik den optischen Zugang zur flachen Rayleigh-Bénard Zelle erfordert, ist der Aufbau speziell konstruiert und ermöglicht die Beobachtung der Strömung durch eine transparente Kühlplatte. Der Entwicklungsprozess wird in der Arbeit aus ingenieurstechnischer Sicht genauestens erklärt. Bei der Auswertung der Messungen kommen die großskaligen Strukturen sowohl im Temperaturfeld als auch im Geschwindigkeitsfeld zum Vorschein. Die Größe der Superstrukturen wird untersucht in Abhängigkeit der Rayleigh-Zahl Ra, welche den thermischen Antrieb der Strömung beschreibt und in der vorliegenden Arbeit etwa im Bereich 2 × 10^5 ≤ Ra ≤ 2 × 10^6 variiert wird. Auf der Basis dieser Messungen, welche jeweils einen großen Zeitraum abdecken, wird das Langzeitverhalten der Superstrukturen analysiert, womit deren langsam voranschreitende Umstrukturierung gezeigt wird. Da die kombinierte Messung des Temperatur- und Geschwindigkeitsfeldes in den horizontalen Messebenen die Berechnung des lokalen Wärmestroms ermöglicht, wird diese Möglichkeit ebenfalls demonstriert. Um die experimentellen Ergebnisse dieser Arbeit bewerten zu können, werden jene mit den Resultaten aus numerischen Simulationen verglichen.

Download or read book Introduction to Nonlinear Science written by G. Nicolis and published by Cambridge University Press. This book was released on 1995-06-22 with total page 274 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The aim of this book is to develop a unified approach to nonlinear science, which does justice to its multiple facets and to the diversity and richness of the concepts and tools developed in this field over the years. Nonlinear science emerged in its present form following a series of closely related and decisive analytic, numerical and experimental developments that took place over the past three decades. It appeals to an extremely large variety of subject areas, but, at the same time, introduces into science a new way of thinking based on a subtle interplay between qualitative and quantitative techniques, topological and metric considerations and deterministic and statistical views. Special effort has been made throughout the book to illustrate both the development of the subject and the mathematical techniques, by reference to simple models. Each chapter concludes with a set of problems. This book will be of great value to graduate students in physics, applied mathematics, chemistry, engineering and biology taking courses in nonlinear science and its applications.

Download or read book Structures Boundary Layers and Plumes in Turbulent Rayleigh B nard Convection written by and published by . This book was released on 2015 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book DYNAMIQUE SPATIO TEMPORELLE DE LA CONVECTION A BAS NOMBRE DE PRANDTL written by Arnaud Chiffaudel and published by . This book was released on 1988 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ETUDE EXPERIMENTALE DE LA CONVECTION DE RAYLEIGH-BENARD. DESCRIPTION ET CARACTERISATION DES REGIMES DYNAMIQUES SUCCESSIFS DE L'ETAT STATIONNAIRE A L'ETAT TURBULENT DANS LE CADRE DE THEORIES FAIBLEMENT NON-LINEAIRES

Download or read book Numerical Studies of Turbulent Rayleigh B nard Convection in Closed Cells written by Mikhail Ovsyannikov and published by . This book was released on 2018 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Die vorliegende zweiteilige Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten der Rayleigh-Benard Konvektion (RBK) in geschlossenen zylindrischen und rechteckigen Zellen. Im ersten Teil wird ein theoretisches Modell für eine laminare Grenzschichtströmung entwickelt, in dem sowohl der Auftrieb und als auch der longitudinale Druckgradient erstmals gemeinsam berücksichtigt werden. Es basiert auf der klassischen Theorie von L. Prandtl. Dieses Modell soll eine bessere Übereinstimmung mit Daten aus dreidimensionalen, direkten numerischen Simulationen (DNS) von Konvektionsströmungen in einer zylindrischen Zelle mit zwei unterschiedlichen Prandtlzahlen aufweisen als bereits bestehende Modelle. Für eine niedrige Prandtlzahl konnte eine Verbesserung erreicht werden. Mit Einbeziehung des Auftriebs für höhere Prandtlzahlen ergeben sich signifikante Unterschiede. Eine mögliche Erklärung anhand von kohärenten Strukturen wird vorgestellt. Der zweite Teil dieser Arbeit bezieht sich auf DNS von turbulenten Konvektionsströmungen in einer geschlossenen, rechteckigen Zelle mit großem Aspektverhältnis. Bisher wurden die meisten numerischen Untersuchungen der RBK in geschlossenen Zylindern oder zwischen zwei horizontalen Platten ohne Seitenwände gemacht. Die Seitenwände beschränken die Nutzung effizienter numerischer Methoden, welche bei inkompressiblen Konvektionsströmungen angewandt werden. Eine hohe Performance der numerischen Methode ist besonders für RBK mit großem Aspektverhältnis von Vorteil. In der vorliegenden Arbeit wurde deshalb eine numerische Methode für die Lösung elliptischer partieller Differentialgleichungen in einer rechteckigen Zelle entwickelt, die auf Mehrgitterlösern aus einem vorhandenen Programmpaket basiert. Diese numerische Methode ist in ein bestehendes Programm für RBK integriert worden. Der so erweiterte numerische Code ermöglicht DNS von RBK mit großem Aspektverhältnis. Eine Fragestellung zur Ergodizität von turbulenter RBK wird hierbei näher untersucht. Dazu werden Daten genutzt, welche mit dem neuen Code aus DNS mit großem Aspektverhältnis in rechteckigen Zellen erhalten wurden. Die Ergodenhypothese besagt, dass das Zeitmittel der hydrodynamischen Felder mit deren Ensemble-Mittelwert übereinstimmt. Für turbulente Strömungen wurde die Ergodenhypothese bislang nicht bewiesen. Das Ziel der Untersuchungen ist es, Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Zeitmittel und Ensemblemittel zu finden. Es stellt sich heraus, dass bei einer Zeitmittelung über ein langes Zeitfenster große, kohärente Strukturen der Strömung bestehen bleiben. Bei Ensemble-Mittelung werden diese dagegen zerstört. Dennoch stimmen viele makroskopische Parameter und Momente zweiter Ordnung einiger Größen bei den zwei unterschiedlichen Arten der Mittelung überein. Die Analyse der turbulenten Viskosität und der turbulenten thermischen Diffusivität zeigt dagegen einige Unterschiede und erfordert weitere Untersuchungen.

Download or read book STRUCTURES COHERENTES ET TRANSITION VERS LA TURBULENCE PAR INTERMITTENCE SPATIO TEMPORELLE DANS L ECOULEMENT DE COUETTE PLAN written by SABINE.. BOTTIN and published by . This book was released on 1998 with total page 240 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE CONCERNE L'ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TRANSITION VERS LA TURBULENCE DANS LE CAS DE L'ECOULEMENT DE COUETTE PLAN. CET ECOULEMENT EST LINEAIREMENT STABLE POUR TOUT NOMBRE DE REYNOLDS ET, LORSQU'IL EST PERTURBE, UNE COEXISTENCE ENTRE L'ETAT LAMINAIRE ET L'ETAT TURBULENT PEUT ETRE OBSERVEE. NOUS MONTRONS A L'AIDE D'UNE PERTURBATION LOCALISEE ET PERMANENTE -UN FIL PERPENDICULAIRE A L'ECOULEMENT- QUE LES STRUCTURES COHERENTES DE ROULEAUX LONGITUDINAUX CONTRA-ROTATIFS PRESENTES AUTOUR DU FIL SONT IDENTIQUES A CELLES OBSERVEES EN BORDURE DE SPOTS, ET QUE CE SONT DES SOLUTIONS D'AMPLITUDES FINIES DANS LA LIMITE DE L'ECOULEMENT DE COUETTE PLAN NON MODIFIE. UN GEL SPATIAL DE LA DYNAMIQUE DE CES ROULEAUX A ETE REALISE A L'AIDE D'UN PETIT OBSTACLE -UNE PERLE- INSTALLE AU CENTRE DE L'ECOULEMENT. LE COMPORTEMENT INTERMITTENT OBSERVE EST REVELATEUR D'UNE DYNAMIQUE SOUS-JACENTE DE CHAOS SPATIO-TEMPOREL POUR LE SYSTEME NON PERTURBE. POUR ETUDIER LA TRANSITION, NOUS UTILISONS DES PERTURBATIONS INSTANTANEES D'AMPLITUDE VARIABLE ET DES TREMPES EN R. NOUS OBSERVONS UN REGIME D'INTERMITTENCE SPATIO-TEMPORELLE (IST) ET CARACTERISONS UN NOMBRE DE REYNOLDS CRITIQUE, R#C, AU DESSUS DUQUEL L'IST EST PERSISTANTE ET LA FRACTION TURBULENTE MOYENNE BIEN DEFINIE CROIT AVEC R. UN ATTRACTEUR TURBULENT UNIQUE COEXISTE AVEC L'ECOULEMENT LAMINAIRE, ET UNE DEFINITION PROPRE D'UNE COURBE D'AMPLITUDE CRITIQUE EST DONNEE. EN DESSOUS DE R#C, IL EXISTE DES TRANSITOIRES LONGS QUI RELAXENT VERS L'ETAT LAMINAIRE ; L'ATTRACTEUR EST TRANSFORME EN UN REPULSEUR CHAOTIQUE. CETTE ETUDE A ETE ENTREPRISE D'UN POINT DE VUE STATISTIQUE ET GUIDEE PAR L'ETUDE PARALLELE D'UN MODELE NUMERIQUE SIMPLE DE RESEAU D'ITERATIONS COUPLES POUR L'IST. CETTE TRANSITION VERS L'IST EST IDENTIFIEE COMME DISCONTINUE.

Download or read book Small scale Statistics in Turbulent Rayleigh B nard Convection written by Mohammad Shah Emran and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: