Projektdaten

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Instabilitäten in gemischter Konvektion unter dem Einfluss moderater und starker Magnetfelder

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Im vorliegenden Forschungsprojekt soll der Wärme- und Massenstrom in Flüssigmetallströmungen in rechteckigen Kanälen unter Einwirkung eines starken Magnetfeldes untersucht werden. Im Einzelnen soll mit der Arbeit die Hypothese überprüft werden, dass sich bei einer vollständigen Turbulenzunterdrückung durch das Magnetfeld sekundäre großskalige kohärente Strukturen in der thermischen Konvektion bilden, die zu großen räumlichen und zeitlichen Temperaturschwankungen führen. Diese erweiterten Strukturen verändern den Transport signifikant. Das Forschungsvorhaben dient zur Erweiterung des Verständnisses über den Wärme- und Stofftransport in magnetofluiddynamischen (MHD) Strömungen in Flüssigmetallen und anderen elektrisch leitfähigen Fluiden. Mit einer Kombination von direkten numerischen Simulationen und realitätsnahen Laborexperimenten mit Quecksilber sollen Konvektionsinstabilitäten und die Entwicklung von sekundären Strukturen unter Einwirkung eines Magnetfeldes, bei dem wir eine starke Änderung der Strömung erwarten, untersucht werden. Letztendlich soll nach Möglichkeiten der Strömungskontrolle gesucht werden, um derartige Instabilitäten zu unterdrücken und damit Temperaturfeldinhomogenitäten zu verhindern. Das Deutsch-Russische-Forschungsprojekt hat direkte Auswirkungen auf das Design von Kühlung und "Breeding" von Flüssigmetall-Blankets für Kernfusionsreaktoren. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse des Forschungsprojektes die Entwicklung von Test-Blankets für die ITER- und DEMO-Experimente fördert, insbesondere die Entwicklung von "dual-coolant" und heliumgekühlten Blankets.