|
|
Helium Cryostat for Experimental Study of Natural Turbulent Convection
Urban, Pavel ; Jícha, Miroslav (referee) ; Rotter, Miloš (referee) ; Fedor,, Ján (referee) ; Musilová, Věra (advisor)
V disertační práci je popsán heliový kryostat s experimentální válcovou konvekční celou pro studium proudění při přirozené konvekci za velmi vysokých Rayleigho čísel Ra (až do řádu 10^15) a Nusseltových čísel Nu (až do řádu 10^4). Pracovní látkou je studené 4He, které umožňuje díky výhodným fyzikálním vlastnostem dosažení velmi vysokých hodnot čísel Ra. Návrh kryostatu je založen na koncepci lázňových NMR kryostatů s nízkým odparem kryokapalin. Ve středu kryostatu je umístěna konvekční cela o průměru 300 mm a výšce 300 mm. Celu tvoří horní a spodní dno a výměnná střední část. Tyto díly jsou spojeny rozebíratelnými přírubami těsněnými indiovým drátem. Výměnná část umožňuje snadnou modifikaci geometrie cely. Hlavní přednost kryostatu spočívá v minimálním vlivu konstrukce cely a použitých materiálů na studovanou konvekci. Cela kryostatu je navržena pro pracovní tlaky do 250 kPa.
|
|
|
Attractors in the complex dynamics of turbulent convection
Kašný, Jakub ; Nechvátal, Luděk (referee) ; Macek, Michal (advisor)
This Bachelor's thesis deals with an application of the HAVOK (Hankel Alternative View of Koopman) numerical method, which seeks attractors and predicts intermittent phenomena in dynamical systems, to data from Rayleigh-Bénard convection (RBC), which are measured at Brno Institute of Scientific Instruments in the group of Cryogenics and Superconductivity. This thesis discusses the theory on which the HAVOK is built and further deepens it compared to the article [2]. Furthermore, it enlightens some issues as the best selection of the embedding dimension r, which we selected based on the quality of regression that HAVOK creates, or the use of the Koopman operator and Taken's embedding theorem, that weren't explicitly explained in the article [2]. We discovered three different methods to compute HAVOK regressions based on and using the codes attached to the article. In the thesis, we inspect the matrices of ordinary differential equations, their behaviour when the initial values are changed and their stability for the different regression models and embedding dimensions. The solution with different initial conditions is plotted so that the attractivity can be seen. Part of the thesis contains description of RBC, its equations of motion and characteristic dimensionless numbers that describe the convection. Moreover, the thesis describes how the data are obtained and processed normally and how are processed in new ways based on the HAVOK method.
|
|
|
Temperature profiles and temperature fluctuations in turbulent Rayleigh-Bénard convection
Drahotský, Jakub ; Mantia,, Marco La (referee) ; Urban, Pavel (advisor)
Tato práce popisuje výzkum zaměřený na studium vertikálních teplotních profilů a fluktuací v turbulentní Rayleighově-Bénardově konvekci. Experiment byl proveden v "Barrel of Ilmenau" obsahující válcovou experimentální celu s průměrem 7,15 m a výškou 4,7 m ("the aspect ratio" = 1,5) naplněnou suchým vzduchem. Teplotní profily a fluktuace byly studovány podél vertikální osy cely mezi horní a spodní deskou spodní deskou v rozmezí Rayleighova čísla (Ra) 1E11 4E12. Teplotní profily byly změřeny novou metodou využívající systém s optickým vláknem Luna ODiSI-B, který byl pořízen týmem z Ilmenau. Systém umožňuje měřit teplotní profil ve všech bodech podél celého vlákna současně s prostorovým rozlišením 5 mm.
|
|
|
Attractors in the complex dynamics of turbulent convection
Kašný, Jakub ; Nechvátal, Luděk (referee) ; Macek, Michal (advisor)
This Bachelor's thesis deals with an application of the HAVOK (Hankel Alternative View of Koopman) numerical method, which seeks attractors and predicts intermittent phenomena in dynamical systems, to data from Rayleigh-Bénard convection (RBC), which are measured at Brno Institute of Scientific Instruments in the group of Cryogenics and Superconductivity. This thesis discusses the theory on which the HAVOK is built and further deepens it compared to the article [2]. Furthermore, it enlightens some issues as the best selection of the embedding dimension r, which we selected based on the quality of regression that HAVOK creates, or the use of the Koopman operator and Taken's embedding theorem, that weren't explicitly explained in the article [2]. We discovered three different methods to compute HAVOK regressions based on and using the codes attached to the article. In the thesis, we inspect the matrices of ordinary differential equations, their behaviour when the initial values are changed and their stability for the different regression models and embedding dimensions. The solution with different initial conditions is plotted so that the attractivity can be seen. Part of the thesis contains description of RBC, its equations of motion and characteristic dimensionless numbers that describe the convection. Moreover, the thesis describes how the data are obtained and processed normally and how are processed in new ways based on the HAVOK method.
|
|
|
Vliv materiálových parametrů na stabilitu termální konvekce
Dostalík, Mark ; Matyska, Ctirad (advisor) ; Klika, Václav (referee)
The thesis is focused on the investigation of Rayleigh-Bénard problem in an extended setting approximating the conditions in the Earth's mantle. The aim is to evaluate the influence of depth- and temperature- dependent material parameters, dissipation, adiabatic heating/cooling and heat sources on the qualitative characteristics of thermal convection. We identify the critical values of dimensionless parameters that determine the onset of convection and characterize the dominating convection patterns in marginally supercritical states. These issues are addressed by the application of linear stability analysis and weakly non-linear analysis. It has been found that the character of convection differ substantially from the standard case of Rayleigh-Bénard convection. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Temperature profiles and temperature fluctuations in turbulent Rayleigh-Bénard convection
Drahotský, Jakub ; Mantia,, Marco La (referee) ; Urban, Pavel (advisor)
Tato práce popisuje výzkum zaměřený na studium vertikálních teplotních profilů a fluktuací v turbulentní Rayleighově-Bénardově konvekci. Experiment byl proveden v "Barrel of Ilmenau" obsahující válcovou experimentální celu s průměrem 7,15 m a výškou 4,7 m ("the aspect ratio" = 1,5) naplněnou suchým vzduchem. Teplotní profily a fluktuace byly studovány podél vertikální osy cely mezi horní a spodní deskou spodní deskou v rozmezí Rayleighova čísla (Ra) 1E11 4E12. Teplotní profily byly změřeny novou metodou využívající systém s optickým vláknem Luna ODiSI-B, který byl pořízen týmem z Ilmenau. Systém umožňuje měřit teplotní profil ve všech bodech podél celého vlákna současně s prostorovým rozlišením 5 mm.
|
|
|
Vliv materiálových parametrů na stabilitu termální konvekce
Dostalík, Mark ; Matyska, Ctirad (advisor) ; Klika, Václav (referee)
The thesis is focused on the investigation of Rayleigh-Bénard problem in an extended setting approximating the conditions in the Earth's mantle. The aim is to evaluate the influence of depth- and temperature- dependent material parameters, dissipation, adiabatic heating/cooling and heat sources on the qualitative characteristics of thermal convection. We identify the critical values of dimensionless parameters that determine the onset of convection and characterize the dominating convection patterns in marginally supercritical states. These issues are addressed by the application of linear stability analysis and weakly non-linear analysis. It has been found that the character of convection differ substantially from the standard case of Rayleigh-Bénard convection. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Helium Cryostat for Experimental Study of Natural Turbulent Convection
Urban, Pavel ; Jícha, Miroslav (referee) ; Rotter, Miloš (referee) ; Fedor,, Ján (referee) ; Musilová, Věra (advisor)
V disertační práci je popsán heliový kryostat s experimentální válcovou konvekční celou pro studium proudění při přirozené konvekci za velmi vysokých Rayleigho čísel Ra (až do řádu 10^15) a Nusseltových čísel Nu (až do řádu 10^4). Pracovní látkou je studené 4He, které umožňuje díky výhodným fyzikálním vlastnostem dosažení velmi vysokých hodnot čísel Ra. Návrh kryostatu je založen na koncepci lázňových NMR kryostatů s nízkým odparem kryokapalin. Ve středu kryostatu je umístěna konvekční cela o průměru 300 mm a výšce 300 mm. Celu tvoří horní a spodní dno a výměnná střední část. Tyto díly jsou spojeny rozebíratelnými přírubami těsněnými indiovým drátem. Výměnná část umožňuje snadnou modifikaci geometrie cely. Hlavní přednost kryostatu spočívá v minimálním vlivu konstrukce cely a použitých materiálů na studovanou konvekci. Cela kryostatu je navržena pro pracovní tlaky do 250 kPa.
|
guest ::
