In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die numerischen simulationen einer freien Rayleigh-Bénard-Konvektion und einer rein elektromagnetisch angetriebenen gezeiten-artigen Strömung in einem stehenden zylindrischen Volumen mit einem Seitenverhältnis Г = D/H = 1 und seitlich angelegten Magnetspulen eine gute Übereinstimmung mit entspre-chenden Experimenten aufweisen. Kombiniert man beide Mechanismen und moduliert die Lorentzkraft, so zeigen sich in den Frequenzspektren der Helizität in zwei Halbräumen des Volumens deutliche Maxima an der Modulationsfrequenz. Eine solche Helizitätssynchronisierung durch Gezeitenkräfte wird derzeit als mögliche Erklärung für die hohe Regularität des Sonnendynamos diskutiert. Des Weiteren wird die in freier Konvektion auftretende langsame azimutale Wanderung der Konvektionszelle unterdrückt. Der Schwingungswinkel der azimutalen Schwappbewegung nimmt dabei ab und die in der Strömung dominante Frequenz erhöht sich. Die durch die zwei unterschiedlichen Antriebsmechanismen erzeugten Strömungsstrukturen bleiben in der Strömung eigenständig erhalten und treten in gegenseitige Interaktion.:1. Einleitung
2. Grundlagen
2.1. Rayleigh-Bénard-Konvektion
2.2. MHD - Magnetohydrodynamik
2.3. Wichtige Aspekte des numerischen Modells
3. Modellerstellung
3.1. Geometrie
3.2. Numerisches Modell
3.2.1. Elektromagnetisches Modell in Opera
3.2.2. Modell der Strömungsberechnung in OpenFOAM
4. Ergebnisse
4.1. Ergebnisse der freien Rayleigh-Bénard-Konvektion
4.2. Ergebnisse der nichtmodulierten elektromagnetischen Strömungsanregung ohne Temperaturgradient
4.3. Ergebnisse der zeitmodulierten elektromagnetischen Strömungsanregung ohne Temperaturgradient
4.4. Ergebnisse der elektromagnetisch beeinflussten Rayleigh-Bénard-Konvektion
4.4.1. Auswirkung der elektromagnetischen Beeinflussung auf die Strömungsstruktur
4.4.2. Vergleich ausgewählter Ergebnisse der numerischen Untersuchung und des Experimentes
4.4.3. Auswirkung der elektromagnetischen Beeinflussung auf die Helizität
5. Zusammenfassung und Fazit
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:86832 |
| Date | 01 September 2023 |
| Creators | Röhrborn, Sebastian |
| Contributors | Schwarze, Rüdiger, Fieback, Tobias, Technische Universität Bergakademie Freiberg |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 10.14278/rodare.2459 |
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