Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Turbulenzforschung vor neuen Schwierigkeiten

16.09.2002


Immer mehr und immer öfter sind Wetter und Klima Gegenstand von öffentlichem Interesse, zuletzt in Deutschland angesichts der Jahrhundertflut in der Elbregion. Dass sich Wissenschaftler häufig widersprechen, wenn es um kurzfristige und langfristige Wetter- und Klimavoraussagen geht, hat nicht zuletzt mit einem bis heute nicht völlig verstandenen Phänomen zu tun, nämlich dem der Turbulenz. Turbulenzen (ein „komplexes Unordnungssystem“) sind essenziell für den Bestand der Welt, sie spielen eine überragende Rolle sowohl im Großen – ob beim Klima oder in der Luft- und Raumfahrt – wie im Kleinen, etwa beim Umrühren der Sahne im Kaffee.

Obwohl die Grundgleichungen für strömende Flüssigkeiten in der Physik schon seit über 150 Jahren bekannt und im Grunde einfache mechanische Gesetze sind, ist es bis heute noch nicht gelungen, Lösungen für die turbulenten Strömungen zu finden, d.h. Turbulenzen exakt zu berechnen und somit etwa genaue Vorhersagen für Wetter- und Klimaentwicklungen zu machen. Selbst mit den modernsten Computern lässt sich bis heute nicht einmal der Strömungswiderstand einer Stange unter einfachsten Laborbedingungen exakt berechnen.

Große Hoffnung hatte man seit einigen Jahrzehnten auf die Hypothese gesetzt, wonach Turbulenzen allgemein gültige und übertragbare („universelle“) Eigenschaften besitzen, d.h. dass man Ergebnisse, die im kleinen Maßstab gelten (kleinskalige Turbulenz), auf große Maßstäbe (großskalige Turbulenz) übertragen kann. Diese Hoffnungen haben sich als trügerisch erwiesen, wie in einem Beitrag in den Physical Review Letters, der bedeutendsten internationalen Physik-Zeitschrift, erläutert wird. Eine Forschergruppe der Universitäten Oldenburg und Münster sowie des Centre National de la Recherche Scientifique in Grenoble zeigt darin, dass auch die kleinskalige Turbulenz keine einfachen universellen Eigenschaften besitzt (Ch. Renner, J. Peinke, R. Friedrich, O. Chanal, and B. Chabaud, Universality of Small Scale Turbulence, Physical Review Letters, Vol. 89, Nr. 12, 16.9.2002). Sie belegen dies mit experimentellen Turbulenzmessungen in Heliumgas bei - 269°Celcius (4° über dem absoluten Temperaturnullpunkt) sowie mit neuen, in Oldenburg entwickelten stochastischen Analysemethoden.

Von dem lange Zeit in der Turbulenzforschung postulierten „universellen Ansatz“ werde man sich verabschieden müssen, sagte dazu der Oldenburger Physiker und Turbulenzforscher Prof. Dr. Joachim Peinke. Als Konsequenz für die Zukunft sieht er einen großen Forschungsbedarf. Peinke ist überzeugt, „dass wir noch so einige Überraschungen wegen der bestehenden Unkenntnisse erleben werden, wobei Turbulenzen nicht notwendigerweise zu Katastrophen führen müssen, sondern z.B. auch ein unerwartetes Auflösen eines Unwetters zur Folge haben können“.

Kontakt:
Prof. Dr. Joachim Peinke,
Fachbereich Physik, Universität Oldenburg,
Tel.: 0441/798-3536,
E-Mail: peinke@uni-oldenburg.de;
Prof. Dr. Rudolf Friedrich,
Institut für Theoretische Physik, Universität Münster,
Tel.: 0251/8334939,
E-Mail: fiddir@uni-muenster.de

Dr. Corinna Dahm-Brey | Pressedienst

Weitere Berichte zu: Luft- und Raumfahrt Physik Turbulenz Turbulenzforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Neues Nano-CT-Gerät liefert hochauflösende Aufnahmen von winzigem Stummelfüßer-Bein
07.11.2017 | Technische Universität München

nachricht Neues Verbundprojekt erforscht die neurodegenerative Erkrankung Morbus Alzheimer
12.09.2017 | Universitätsklinikum Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte