Die in diesem Bericht vorgestellten Experimente betreffen die Kondensation von Dampf in horizontalen bzw. leicht geneigten Rohren bei hohen auftretenden Temperaturdifferenzen bis zu über 200 K. Weitere Besonderheiten sind die detaillierte Untersuchung des transienten Verhaltens eines nichtkondensierbaren Gases mit einer neuartigen Messtechnik sowie die Ermittlung des Einflusses des Gases auf den Kondensationsvorgang. Beim Experiment wurden schnelle Übergangsvorgänge ausgelöst, indem ein in einer Kühlwanne liegendes, leicht geneigtes Wärmeübertragerrohr plötzlich mit dem Dampfraum eines unter Druck stehenden Kessels verbunden wurde. Dabei wurden im Rohr unterschiedliche Anfangsbedingungen hinsichtlich der Vorlage von nichtkondensierbaren Gasen (in diesem Falle Luft) eingestellt. Es wurden Versuche mit Atmosphärendruck, mit erhöhtem Druck, aber auch mit vorheriger Evakuierung des Versuchsrohrs durchgeführt. Durch eine Instrumentierung mit neuartigen Nadelsonden, die eine Phasendetektion kombiniert mit einer schnellen lokalen Temperaturmessung ermöglichen, konnte die Umverteilung von Dampf, Kondensat und nichtkondensierbarem Gas als Funktion der Zeit beobachtet werden. Damit bieten die erhaltenen Daten die Möglichkeit, insbesondere die in den Thermohydraulikprogrammen vorhandenen Optionen zur Berechnung der Ausbreitung von nichtkondensierbaren Gasen unter transienten Bedingungen zu validieren.

Die in diesem Bericht vorgestellten Experimente betreffen die Kondensation von Dampf in horizontalen bzw. leicht geneigten Rohren bei hohen auftretenden Temperaturdifferenzen bis zu über 200 K. Weitere Besonderheiten sind die detaillierte Untersuchung des transienten Verhaltens eines nichtkondensierbaren Gases mit einer neuartigen Messtechnik sowie die Ermittlung des Einflusses des Gases auf den Kondensationsvorgang. Beim Experiment wurden schnelle Übergangsvorgänge ausgelöst, indem ein in einer Kühlwanne liegendes, leicht geneigtes Wärmeübertragerrohr plötzlich mit dem Dampfraum eines unter Druck stehenden Kessels verbunden wurde. Dabei wurden im Rohr unterschiedliche Anfangsbedingungen hinsichtlich der Vorlage von nichtkondensierbaren Gasen (in diesem Falle Luft) eingestellt. Es wurden Versuche mit Atmosphärendruck, mit erhöhtem Druck, aber auch mit vorheriger Evakuierung des Versuchsrohrs durchgeführt. Durch eine Instrumentierung mit neuartigen Nadelsonden, die eine Phasendetektion kombiniert mit einer schnellen lokalen Temperaturmessung ermöglichen, konnte die Umverteilung von Dampf, Kondensat und nichtkondensierbarem Gas als Funktion der Zeit beobachtet werden. Damit bieten die erhaltenen Daten die Möglichkeit, insbesondere die in den Thermohydraulikprogrammen vorhandenen Optionen zur Berechnung der Ausbreitung von nichtkondensierbaren Gasen unter transienten Bedingungen zu validieren.

In recent years, the increasingly precise constraints on the value of the Hubble constant, H0, have highlighted a discrepancy between the results arising from early-time and late-time measurements. A potential solution to this so-called Hubble tension is the hypothesis that we reside in a cosmic void, i.e. an underdense cosmic neighbourhood characterized by a faster local expansion rate. In this thesis, we model this scenario through the Lemaître-Tolman-Bondi formalism for an isotropic but inhomogeneous universe containing matter, curvature and a cosmological constant, which we denote by ΛLTB. We numerically implement this framework with two different formulations for the local matter density profile, respectively based upon a more realistic Gaussian ansatz and the idealized scenario of the so-called Oppenheimer-Snyder model. We then constrain the background cosmology and the void parameters involved in each case through a Markov Chain Monte Carlo analysis with a combination of recent data sets: the Pantheon Sample of type Ia supernovae, a collection of baryon acoustic oscillations data points from different galaxy surveys and the distance priors extracted from the latest Planck data release. For both models, the resulting bounds on the investigated parameter space suggest a preference for a -13% density drop with a size of approximately 300 Mpc, interestingly matching the prediction for the so-called KBC void already identified on the basis of independent analyses using galaxy distributions. We quantify the level of improvement on the Hubble tension by analyzing the ΛLTB constraints on the B-band absolute magnitude of the supernovae, which provides the calibration for the local measurements of H0. Since no significant difference is observed with respect to an analogous fit performed with the standard ΛCDM model, we conclude that the potential presence of a local void does not resolve the tension.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第18272号 / 工博第3864号 / 新制||工||1593(附属図書館) / 31130 / 京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻 / (主査)教授 功刀 資彰, 教授 中部 主敬, 准教授 横峯 健彦 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

This thesis contains the details of an experimental study on the local void fraction measurements in large-diameter vertical pipes using optical fiber probes. The experiments were conducted in vertical transparent acrylic pipe of a 20-cm diameter. An experimental test facility used for performing of experiments, was designed as a low-pressure air-water loop, which can operate in either a natural circulation mode or a forced circulation mode. Radial void fraction profiles were measured using an optical fiber probe. An average cross-sectional void fraction was calculated by integration of the data obtained by the optical fiber probe. The average void fraction was also calculated using two-phase pressure-drop measurements . The results were compared and the resulting good accuracy of the optical fiber probe was determined. The flow regime results were plotted in terms of superficial gas and liquid velocities using flow regime maps of several researchers. Absence of the slug flow regime in large-diameter pipes was observed during the experiments. The data were correlated using the drift-flux model. A near unity distribution parameter showed that nearly uniform radial distribution of the void fraction dominates in two-phase flow through large-diameter vertical pipes. / Thesis / Master of Engineering (ME)

Am 14. Oktober 1999 wurde in Rossendorf die dritte Veranstaltung in einer Serie von Workshops über Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen durchgeführt. Dieses Jahr kann auf auf 11 interessante Vorträge zurückgeblickt werden. Besonders hervorzuheben sind die beiden Hauptvorträge, die von Herrn Professor Hetsroni aus Haifa und Herrn Dr. Sengpiel aus Karlsruhe gehalten wurden. Erneut lag ein wichtiger Schwerpunkt auf Meßverfahren, die räumliche Verteilungen von Phasenanteilen und Geschwindigkeiten sowie die Größe von Partikeln bzw. Blasen der dispersen Phase zugänglich machen. So wurde über einen dreidimensional arbeitenden Röntgentomographen, ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeitsprofilen mit Gittersensoren und eine Methode zur simultanen Messung von Blasengrößen sowie Feldern von Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einer optischen Partikelverfolgungstechnik vorgetragen. Daneben wurden interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Sonden vorgestellt, wie z.B. eine Elektrodiffusionssonde. Neue meßtechnische Ansätze waren ebenfalls vertreten; hervorzuheben ist der Versuch, die Methode der optischen Tomographie für die Untersuchung von Zweiphasenströmungen nutzbar zu machen. Der Tagungsband enthält die folgenden Beiträge: S. John, R. Wilfer, N. Räbiger, Universität Bremen, Messung hydrodynamischer Parameter in Mehrphasenströmungen bei hohen Dispersphasengehalten mit Hilfe der Elektrodiffusionsmeßtechnik E. Krepper, A. Aszodi, Forschungszentrum Rossendorf, Temperatur- und Dampfgehaltsverteilungen bei Sieden in seitlich beheizten Tanks D. Hoppe, Forschungszentrum Rossendorf, Ein akustisches Resonanzverfahren zur Klassifizierung von Füllständen W. Sengpiel, V. Heinzel, M. Simon, Forschungszentrum Karlsruhe, Messungen der Eigenschaften von kontinuierlicher und disperser Phase in Luft-Wasser-Blasenströmungen R. Eschrich, VDI, Die Probestromentnahme zur Bestimmung der dispersen Phase einer Zweiphasenströmung U. Hampel, TU Dresden, Optische Tomographie O. Borchers, C. Busch, G. Eigenberger, Universität Stuttgart, Analyse der Hydrodynamik in Blasenströmungen mit einer Bildverarbeitungsmethode C. Zippe, Forschungszentrum Rossendorf, Beobachtung der Wechselwirkung von Blasen mit Gittersensoren mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera H.-M. Prasser, Forschungszentrum Rossendorf, Geschwindigkeits- und Durchflußmessung mit Gittersensoren

Am 14. Oktober 1999 wurde in Rossendorf die dritte Veranstaltung in einer Serie von Workshops über Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen durchgeführt. Dieses Jahr kann auf auf 11 interessante Vorträge zurückgeblickt werden. Besonders hervorzuheben sind die beiden Hauptvorträge, die von Herrn Professor Hetsroni aus Haifa und Herrn Dr. Sengpiel aus Karlsruhe gehalten wurden. Erneut lag ein wichtiger Schwerpunkt auf Meßverfahren, die räumliche Verteilungen von Phasenanteilen und Geschwindigkeiten sowie die Größe von Partikeln bzw. Blasen der dispersen Phase zugänglich machen. So wurde über einen dreidimensional arbeitenden Röntgentomographen, ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeitsprofilen mit Gittersensoren und eine Methode zur simultanen Messung von Blasengrößen sowie Feldern von Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einer optischen Partikelverfolgungstechnik vorgetragen. Daneben wurden interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Sonden vorgestellt, wie z.B. eine Elektrodiffusionssonde. Neue meßtechnische Ansätze waren ebenfalls vertreten; hervorzuheben ist der Versuch, die Methode der optischen Tomographie für die Untersuchung von Zweiphasenströmungen nutzbar zu machen. Der Tagungsband enthält die folgenden Beiträge: S. John, R. Wilfer, N. Räbiger, Universität Bremen, Messung hydrodynamischer Parameter in Mehrphasenströmungen bei hohen Dispersphasengehalten mit Hilfe der Elektrodiffusionsmeßtechnik E. Krepper, A. Aszodi, Forschungszentrum Rossendorf, Temperatur- und Dampfgehaltsverteilungen bei Sieden in seitlich beheizten Tanks D. Hoppe, Forschungszentrum Rossendorf, Ein akustisches Resonanzverfahren zur Klassifizierung von Füllständen W. Sengpiel, V. Heinzel, M. Simon, Forschungszentrum Karlsruhe, Messungen der Eigenschaften von kontinuierlicher und disperser Phase in Luft-Wasser-Blasenströmungen R. Eschrich, VDI, Die Probestromentnahme zur Bestimmung der dispersen Phase einer Zweiphasenströmung U. Hampel, TU Dresden, Optische Tomographie O. Borchers, C. Busch, G. Eigenberger, Universität Stuttgart, Analyse der Hydrodynamik in Blasenströmungen mit einer Bildverarbeitungsmethode C. Zippe, Forschungszentrum Rossendorf, Beobachtung der Wechselwirkung von Blasen mit Gittersensoren mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera H.-M. Prasser, Forschungszentrum Rossendorf, Geschwindigkeits- und Durchflußmessung mit Gittersensoren