Turbulenz
Obwohl die Grundgleichungen der Hydrodynamik seit über hundert Jahren bekannt sind, stellt die
Behandlung turbulenter Strömungen ein bisher ungelöstes Problem der klassischen Physik dar.
Durch neuere Experimente, mit denen Marker-Teilchen in turbulenten Strömungen direkt verfolgt werden
können, ist die Lagrangesche Behandlung von Flüssigkeitsbewegungen ins Zentrum des Interesses
gerückt. Ziel ist es, die Bewegung von Lagrangeschen Teilchen durch einen stochastischen Prozess zu
charakterisieren, dessen Eigenschaften im Grenzfall hoher Reynoldszahlen aus den Grundgleichungen der
Flüssigkeitsdynamik abgeleitet werden. Dazu wurde
aus der Navier-Stokesschen Gleichung eine Hierachie von Bewegungsgleichungen für
Mehr-Teilchen-Verteilungsfunktionen abgeleitet. Eine Schliessungsannahme führt auf eine
verallgemeinerte Fokker-Planck-Gleichung. Die Bewegung eines Lagrangeschen Teilchens in einer turbulenten
Strömung kann demnach als Continuous Time Random Walk behandelt werden.
Die Forschungsarbeiten werden im Rahmen der Turbulenz-Initiative von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft gefördert. Kooperationen bestehen mit Arbeitsgruppen in Oldenburg
(J. Peinke) und München (R. Friedrich).
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
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