Bibliographic Metadata

Title
Buoyant-thermocapillary driven flow instabilities in cylindrical and annular liquid pools / Ulrich Schoisswohl
AuthorSchoisswohl, Ulrich
CensorKuhlmann, H.C. ; Kluwick, A.
Published2008
DescriptionVI, 100 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Diss., 2008
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Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Strömungsmechanik / Numerik / Hydrodynamische Stabilität / Auftriebskräfte / Thermokapillarer Antrieb / Musterbildung / Marangoni-Effekt / Lineare Stabilität
Keywords (EN)Fluid Mechanics / Numerics / Hydrodynamic Stability / Buoyancy / Thermocapillary Flow / Pattern Formation / Marangoni Effect / linear stability
Keywords (GND)Strömung / Auftrieb / Kapillare / Wärme / Instabilität
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-25497 Persistent Identifier (URN)
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Buoyant-thermocapillary driven flow instabilities in cylindrical and annular liquid pools [9.04 mb]
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Abstract (German)

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.

Abstract (English)

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.