Turbulence transition in pipe flow [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Holger Faisst

Turbulence transitionin pipe flowDISSERTATIONzur Erlangung des Doktorgradesder Naturwissenschaften(Dr. rer. nat.)dem Fachbereich Physikder Philipps-Universitat¨ MarburgvorgelegtvonHolger Faisstaus Boblingen¨Marburg/Lahn 2003Vom Fachbereich Physik derPhilipps-Universitat¨ Marburg alsDissertation angenommen am: 08.07.2003Erstgutachter: Prof. Dr. Bruno EckhardtZweitgutachter: Prof. Dr. Peter LenzTag der mundlichen¨ Prufung:¨ 22.07.2003Turbulence transitionin pipe flowor, in Lord Reynolds’ wordsA Numerical Investigation of the Circumstanceswhich determine whether the Motion of Watershall be Direct or SinuousContents¨1 Uberblick 11.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Direkte numerische Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 Exakte koharente¨ Strukturen in der Rohrstromung¨ . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Simulation des Turbulenzuber¨ gangs in der Rohrstromung¨ . . . . . . . . . . 72 Introduction 93 Laboratory transition experiments in pipe flow 114 A new spectral code for pipe flow 174.1 Equations of motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2 Regularity constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.3 Analyticity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.4 Fourier-Legendre collocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.5 Lagrange method of the first kind . . . . . . . . . . . .