Title: Buoyant-thermocapillary driven flow instabilities in cylindrical and annular liquid pools
Language: English
Authors: Schoisswohl, Ulrich 
Qualification level: Doctoral
Keywords: Strömungsmechanik; Numerik; Hydrodynamische Stabilität; Auftriebskräfte; Thermokapillarer Antrieb; Musterbildung; Marangoni-Effekt; Lineare Stabilität
Fluid Mechanics; Numerics; Hydrodynamic Stability; Buoyancy; Thermocapillary Flow; Pattern Formation; Marangoni Effect; linear stability
Advisor: Kuhlmann, H.C. 
Assisting Advisor: Kluwick, A. 
Issue Date: 2008
Number of Pages: 100
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt auf dem Studium von durch Auftriebs- und Thermokapillarkräfte getriebenen Strömungen in zylindrischen Becken und Ringkanälen, sowie ihrer Abhängigkeit von thermischen und geometrischen Randbedingungen. Besonderes Interesse gilt dabei (i) der Instabilität des Strömungsmusters die von einem stationären axialsymmetrischen in einen dreidimensionalen Strömungszustand führt, sowie (ii) dem Verständnis der grundlegenden physikalischen Prozesse. Die dazu notwendige Berechnung der Hyperflächen kritischer Stabilität, sowie der zugehörigen Störströmung erfolgt mittels linearer Stabilitätsanalyse. Eine Energieanalyse und die damit verbundene Berechnung der Reynolds-Orr Gleichung und ihres thermischen Äquivalents ermöglicht ein tieferes Verständnis der Instabilitätsmechanismen.

The present work studies the buoyant-thermocapillary driven flow in annular and cylindrical liquid pools and its dependence on thermal conditions and geometrical constraints. Of particular interest are (i) the transition from steady axisymmetric to three-dimensional flow and (ii) the underlying physical process driving this transition. The critical stability curves and perturbation flow states are computed numerically by means of a linear-stability analysis. In order to gain a deeper insight into the pattern formation and the respective physical mechanisms an energy analysis by means of the Reynolds-Orr equation and its thermal equivalent is conducted.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-25497
http://hdl.handle.net/20.500.12708/13417
Library ID: AC05039295
Organisation: E322 - Institut für Strömungslehre und Wärmeübertragung 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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