Entstehung schwacher Turbulenz in einer Taylor-Couette Strömung mit stark eingeschränkter Multiplizität der zu Grunde liegenden stationären Lösungen

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Pfister
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 39953178

In diesem experimentellen Forschungsprojekt beschäftigen wir uns mit der Frage, welche nichtlinearen Mechanismen dem Verlust der räumlichen Korrelation einer schwach turbulenten Strömung zu Grunde liegen. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten weist die zu untersuchende Strömung beim Einsatz von schwacher Turbulenz bzw. raum-zeitlichem Chaos nur eine sehr geringe Multiplizität an stationären Lösungen, und damit eine stark reduzierte Anzahl von möglichen globalen nichtlinearen Wechselwirkungen, wie z.B. homokline Orbits, auf. Auf Grund dieser eingeschränkten Multiplizität besteht die Hoffnung, einen Beitrag zum Verständnis des Einsatzes von schwacher Turbulenz zu erhalten. Auf der Grundlage der vorliegenden Verzweigungsstruktur steht dabei die Organisation dieser Dynamik im Fokus der Untersuchungen. Neue Simulationsergebnisse auf der Basis der Navier-Stokes-Gleichung weisen dabei auf einen sowohl zeitlich als auch räumlich chaotischen Zustand hin. Im quantitativen Vergleich zwischen Experiment und numerischer Simulation ist es das Ziel dieses Projektes, den Zusammenhang zwischen raum-zeitlichem Chaos und den vorliegenden Verzweigungen dieses nichtlinearen Systems aufzudecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen