Excursie TU/e 14 februari
Excursie Natuurkunde en Atmosfeer aan de TU Eindhoven
Op 14 februari organiseerde de NVBM een excursie naar de TU Eindhoven om te leren over het onderwijs en onderzoek naar atmosferische natuurkunde. Met maar liefst ~50 deelnemers was er een grote opkomst. Na een welkom van dagvoorzitter Bas van de Wiel, presenteerde hoogleraar Herman Clercx een overzicht van het onderzoek aan de TU. Rudie Kunnen presenteerde onderzoek naar de rol van rotatie op de klassieke Rayleigh-Bernard convectie, i.e. de zeskantige structuren die ontstaan wanneer een vloeistof van onderaf wordt opgewarmd. Uit numerieke simulaties en laboratoriumexperimenten blijkt dat convectie en dus warmtetransport zich organiseert in zich strekkende kanaaltjes. Bij toenemende rotatie blijkt echter dat extra rotatie het warmtetransport wordt geremd. Toekomstig onderzoek richt zich op het meenemen van wolken, neerslag en bodemgesteldheid in de analyse van dit probleem. Altug Yavuz vraagt zich in zijn onderzoek af hoe regendruppels groeien door turbulentie, en zoekt naar experimenteel bewijs voor de “Waltz of the droplets”. In een veelkantige container worden daartoe druppels aan turbulentie blootgesteld door luidsprekers met verschillende frequenties geluid de container in te zenden (foto 1). De druppels worden gevolgd met zogenaamde 3D particle tracking en image velocimetry: door hoogfrequent foto’s te maken en uit opeenvolgende foto’s wordt het pad gevolgd. Uit het onderzoek blijkt dat druppels een versterkte coalescentie ervaren in de door turbulentie opgewekte sweeps. Zijn er criteria om deze wals tussen de druppels te voorspellen? Bas van de Wiel presenteerde zijn onderzoek naar zeer stabiele nachten waarin de wind wegvalt, en de vraag komt naar voren of dat regime is te voorspellen? Weermodellen hebben nog steeds grote moeite met deze situaties. Op basis van vele jaren Cabauw toren data is een model ontwikkeld op welke hoogte de wind wegvalt als functie van de stabiliteit. Door een gepaste schaling toe te passen blijkt het gedrag van de verschillende torenniveaus op elkaar te vallen!
Ook in Eindhoven wordt onderzoek gedaan aan stadsmeteorologie. Twan van Hoof gaf een voordracht over het CFD (computational fluid dynamics) modelleren van wind in de stad, voor doelen als windenergie-opwekking, thermisch comfort, maar ook zogenaamde ”slimme mobiliteit”. Dit beslaat CFD berekeningen van wind rond grote schepen in de Rotterdamse haven, of windhinder op pleinen in de stad, bijvoorbeeld voor de hele binnenstad van Eindhoven! Het onderzoek richt zich op de technische en theoretische ontwikkeling en validatie van CFD modellen.
Yasin Toparlar richt zich op het thermische effect van het stadsklimaat, en vooral op het onderzoek naar een ruimtelijke verfijning van het temperatuursveld binnen de stad, in dit geval de Bergpolder-Zuid in Rotterdam. Hieraan is behoefte wegens de volksgezondheid, maar ook voor het inschatten van de energievraag. Een CFD model en een energiebalansmodel voor de gebouwen berekenen de temperaturen van straten en daken, welke worden geverifieerd tegen o.a. satellietwaarnemingen. Verschillende scenario’s voor de herinrichting van de Bergpolder-Zuid worden hiermee geevalueerd op hun score voor thermisch comfort.
De lezingenserie werd besloten door Geert Vinken. Zijn onderzoek richt zich op het schatten van NOx concentraties vanuit satellietwaarnemingen. NOx is in combinatie met vluchtige organische stoffen een belangrijke bron van ozon dat schadelijke is voor de gezondheid en voor planten. Met deze langjarige satellietreeksen worden trends geschat, waaruit blijkt dat concentraties in de USA en EU steeds lager wordt, maar in Oost-Azie juist toeneemt. Ook worden deze satellietwaarnemingen gecombineerd me een chemie-transport model, om zo de bronnen te identificeren. Speciale aandacht krijgt de scheepvaart waarvoor nauwelijks wetgeving bestaat, maar die wel veel van de emissies uitstoten binnen 400 km vanuit de kustlijn. Het blijkt dat veel emissiedatabases van scheepvaart-emissies van matige kwaliteit zijn qua kwantiteit en localisering van de emissies.
Na de lezingenserie volgde een rondleiding in het laboratorium, onder andere langs de experimentele opstelling van het druppelonderzoek (foto 1), tweedimensionale turbulentie (foto 2), laminaire menging in hoogvisceuze stromingen (foto3). De dag werd afgesloten met een borrel. Wij bedanken de TU/e voor haar gastvrijheid en Bas van de Wiel in het bijzonder voor de organisatie van deze succesvolle en leerzame dag!
