Turbulenz ist nicht gleich Turbulenz

Die genaue Beschreibung von Turbulenzen in der Luft ist eines der großen ungelösten Probleme der Wissenschaft. In der Mathematik gilt sie sogar als eines von sieben Jahrtausendproblemen.

Oldenburger ForscherInnen von ForWind, dem Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Bremen und Hannover, haben unter der Leitung von Prof. Dr. Joachim Peinke in Zusammenarbeit mit WissenschaftlerInnen des Imperial Colleges in London eine neue Klasse von Turbulenzen entdeckt.

Ihre Forschungsergebnisse werden heute unter dem Titel „Defining a New Class of Turbulent Flows“ bei Physical Review Letters online, eine der renommiertesten Zeitschriften für Physik, erscheinen.

Turbulenzen sind ein alltägliches Phänomen und treten in den meisten Strömungen auf. Sie lassen sich jedoch nur sehr schwer berechnen und vorhersagen. Die Turbulenzforschung ging bisher davon aus, dass sich turbulente Strömungen bis ins kleinste Detail gleich verhalten.

„Unsere Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist“, erklärt Peinke. Turbulenz sei nicht gleich Turbulenz. Die Forschungsergebnisse der Oldenburger und Londoner WissenschaftlerInnen zeigen, dass turbulente Strömungen hinter fraktalen Strukturen andere Eigenschaften haben. Konkret bedeutet dies: „Turbulente Windverhältnisse hinter einem Haus mit einfacher, kastenförmiger Bauweise sind anders als die turbulenten Strömungen, die hinter einem Baum mit seinen komplexen Verästelungen herrschen“, so Robert Stresing, Erst-Autor des Artikels.

Die Konsequenzen der Forschungsergebnisse sind vielfältig und reichen von neuen Erkenntnissen für die Grundlagenforschung bis hin zu konkreten Anwendungen. In Oldenburg werden die neu entdeckten Klassen der Turbulenzen für die Erforschung der Rüttelkräfte an Windanlagen benutzt, da diese aufgrund ihrer Bodennähe besonders starken Windturbulenzen ausgesetzt sind.

Kontakt: peinke@uni-oldenburg.de