Zur numerischen Simulation der auftriebsbedingten Konvektion

Der zweidimensionale turbulente Wirbel, der durch die Freisetzung eines auftriebsbedingten Fluids aus einer momentanen thermischen Linienquelle erzeugt wurde, wurde durch maschinelle numerische Lösung eines vollständigen Satzes von Euler'schen Gasgleichungen simuliert. Die Gleichungen umfassten einen term für den turbulenten Wirbelaustausch, ähnlich dem von Smagorinsky verwendeten, was die Erzeugung von rechnerisch stabilen Lösungen ermöglichte, die qualitativ und quantitativ den konvektiven "Thermals" ähneln, die von Scorer und Richards untersucht und beschrieben wurden. Die Ergebnisse einer Reihe von numerischen Experimenten, die mit verschiedenen rechnerischen Annäherungen durchgeführt wurden, führen zu Schlussfolgerungen über die Bedeutung verschiedener Quellen numerischer Fehler und die Gültigkeit der Wirbelaustauschformulierung. Die Formulierung führt zu qualitativ guten Ergebnissen mit der Auflösung, die durch etwa 1600 Gitterpunkte bereitgestellt wird, jedoch war es bisher nicht möglich, die formbewahrende Phase darzustellen, die in theoretischen Behandlungen angenommen und in Laborexperimenten ungefähr gefunden wurde. Dies ist wahrscheinlich zum großen Teil auf die Vernachlässigung der Effekte von Wirbeln in der dritten Dimension zurückzuführen.