Resonanz von Oberflächenwellen mit thermokapillaren Instabilitäten in einem Meniskus

Abstract

In dieser Arbeit wurde die thermokapillar getriebene Strömung in einer mit Ethanol gefüllten Küvette mit einem Seitenverhältnis A=1 beobachtet.Dazu wird entlang der Flüssigkeitsoberfläche ein Temperaturgradient angelegt, der durch thermokapillare Effekte eine sogenannteMarangonikonvektion antreibt. Betrachtet wurden dabei Strömungsstrukturen, die sich im Meniskus der Flüssigkeitsoberfläche an der gekühlten Küvettenwand bilden. Dabeiwurden drei separierte Konvektionsrollen, drei sogenannte hydrothermale Wellen und zwei sogenannte Oberflächenwellen beobachtet undbezüglich Wellenlänge, Oszillationsfrequenz, Oszillationsamplitude der räumlichen Ausdehnung und Amplitude der Temperaturoszillationsystematisch charakterisiert. Die gefundenen Strömungsstrukturen regen stehende Schwerewellen der freien Flüssigkeitsoberfläche durch einen Resonanzeffekt an. DieseSchwerewellen wurden ebenfalls systematisch bezüglich Wellenlänge, Oszillationsmode, Frequenz und Amplitude untersucht. Durch denbeschriebenen Resonanzeffekt tritt eine Amplitude von bis zu 0,4 mm auf.