Allgemeines Physikalisches Kolloquium

F

Westfälische Wilhelms-Universität Münster

F

Turbulente Kaskaden

Prof. Dr. Rudolf Friedrich
Institut für Theoretische Physik, Universität Münster

Die Eigenschaften voll turbulenter hydrodynamischer Strömungen sind nach wie vor rätselhaft. Gemäß Feynman stellt ihre Beschreibung das ungelöste Problem der klassischen Physik dar. Eine turbulente Strömung ist ein Fließgleichgewichtssystem, in dem auf großen Längenskalen Wirbel erzeugt werden, die ihre Energie kaskadenartig an immer kleinere Wirbelbewegungen weitergeben. Dadurch entstehen im statistischen Sinne selbstähnliche Felder, die universelle Eigenschaften besitzen sollten. Die Hauptschwierigkeit beim Verständnis dieser Eigenschaften beruht auf der nichtnormalen Statistik der turbulenten Pulsationen.

Der Vortrag beschreibt phänomenologische Zugänge und theoretische Ansätze zur Beschreibung der Statistik der turbulenten Kaskade. Im Zentrum des Interesses stehen Verteilungsfunktionen der Geschwindigkeitsinkremente. Der Hauptteil des Vortrages beschäftigt sich mit dem Verhalten von Marker-Teilchen, die sich passiv mit der Flüssigkeitsströmung mitbewegen. Neuere Experimente erlauben die Bestimmung der Verteilungsfunktion der Einteilchengeschwindigkeit. Es wird gezeigt, wie diese Verteilungsfunktion aus der statistischen Behandlung der Navier-Stokesschen Gleichung bestimmt werden kann. Dabei stellt sich heraus, dass das stochastische Verhalten der Teilchengeschwindigkeit im Gegensatz zur phänomenologischen Theorie von Kolmogorov und Oboukhov nicht einem einfachen Random Walk entspricht, sondern durch einen nichtmarkoffschen Prozess, den so genannten Continuous Time Random Walk, beschrieben wird.

Ort: Wilhelm-Klemm-Str. 10, IG I, HS 2

Zeit: Mittwoch, 11. Dezember 2002, 17 Uhr c.t.

Kolloquiums-Kaffee ab 16:45 Uhr vor dem Hörsaal

Im Auftrag der Hochschullehrer des Fachbereichs Physik

Prof. Dr. H. Mehrer