In der vorliegenden Arbeit wurden die Interaktionen zwischen Strömungsstrukturen in turbulenten Mischkonvektionsströmungen untersucht. Anhand von direkten numerischen Simulationen eines differentiell beheizten vertikalen Kanals wurde die Strömung im Hinblick auf die thermisch induzierte Dämpfung und Anfachung der turbulenten Geschwindigkeits-, Druck- und Temperaturfluktuationen analysiert. Es wurde eine umfassende physikalische Erklärung der Dämpfung und Anfachung erarbeitet, die bisher in der Literatur nicht vorhanden war. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Relativgeschwindigkeiten der turbulenten Strömungsstrukturen aufgrund ihrer unterschiedlichen Temperaturen in der Nähe der beheizten Kanalwand reduziert und in der Nähe der gekühlten Wand erhöht werden. Die Veränderungen der Relativgeschwindigkeiten zwischen diesen Strukturen wirken sich unmittelbar auf die internen Scherschichten der Strömung aus und verringern und erhöhen die Umverteilung von fluktuierender turbulenter Energie von der Hauptströmungsrichtung in die anderen beiden Richtungen. Dadurch wird auch der wandnormale Energietransport verringert und erhöht, was zu entsprechenden Veränderungen der Produktion fluktuierender turbulenter Energie führt. Der Kreislauf des Energietransportes wird insgesamt so verändert, dass die turbulenten Geschwindigkeitsfluktuationen an der beheizten Wand verringert und an der gekühlten Wand erhöht werden. Damit einhergehend werden die turbulenten Strömungsstrukturen in der Nähe der beheizten Wand länger und in der Nähe der gekühlten Wand kürzer während ihre Breite in allen betrachteten Fällen nahezu konstant ist. Anhand von Simulationen einer belüfteten Mischkonvektionszelle wurde die Strömung analysiert und die Struktur der großskaligen Strömungsstrukturen im gesamten Rechengebiet diskutiert. Dadurch konnte gezeigt werden, dass die direkten numerischen Simulationen in der Lage sind, die Strömungsstrukturen im Vergleich mit Ergebnissen experimenteller Untersuchungen sowohl qualitativ als auch quantitativ gut abzubilden. Damit ist zum einen sichergestellt, dass das verwendete Simulationsverfahren physikalisch richtige Ergebnisse liefert und dass diese zum anderen zukünftig für die detaillierte Analyse der physikalischen Vorgänge in der Mischkonvektionszelle verwendet werden können.
For this thesis the interactions between turbulent flow structures were investigated in turbulent mixed convection flows with buoyancy forces. The mixed convection flow in a differentially heated vertical channel was analysed with respect to the thermally induced attenuation and enhancement of the turbulent velocity, pressure and temperature fluctuations by means of direct numerical simulations. A comprehensive explanation for this effect was developed, that has not been available to this day. It could be shown that the relative velocities between the turbulent flow structures are reduced near the heated channel wall due to their different temperatures. Vice versa, the relative velocities between flow structures are increased near the cooled channel wall. The changes in relative velocities between the structures were shown to directly affect the internal shear layers of the flow. Thus, the redistribution of turbulent fluctuating energy from the streamwise velocity fluctuations to the other velocity components is decreased near the heated wall and increased near the cooled wall. The wall-normal momentum transport is also reduced and increased, which in turn leads to reduced and enhanced production of turbulent velocity fluctuations in the streamwise velocity component. In total, this leads to an overall attenuation of turbulent velocity fluctuations near the heated channel wall and an overall enhancement near the cooled channel wall. The attenuation and enhancement of the velocity fluctuations are accompanied by an elongation and reduction of the turbulent flow structure lengths, while their separation is not affected. The mixed convection flow in a rectangular enclosure with an inlet and outlet channel was simulated by means of direct numerical simulations and analysed with regard to the flow patterns.It could be shown that the direct numerical simulations are capable of predicting the large scale flow stuctures qualitatively and quantitatively well in comparison with the results of experimental investigations.Thus, the applied simulation technique is a viable option for simulating this type of flow and that its results can later be used for detailed analyses of questions that may arise when experimental techniques are incapable of providing insight into the needed flow quantities, e.g. in near-wall regions or for very finely resolved flow structures.