Turbulenz
Die theoretische Beschreibung turbulenter Strömungen definiert eines der letzten großen ungelösten Probleme der klassischen Physik. Neben seiner weitreichenden praktischen Relevanz handelt es sich um ein Paradigma komplexer Systeme, welches im Zusammenspiel nichtlinearer Dynamik, statistischer Physik und stochastischer Prozesse untersucht werden kann. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, ein tieferes Verständnis der raumzeitlichen Eigenschaften turbulenter Strömungen zu entwickeln.
Im Bereich hydrodynamischer Turbulenz werden derzeit untersucht
- die turbulente Kaskade und statistische Eigenschaften Eulerscher Geschwindigkeitsinkremente
- Bestimmung stochastischer Prozesse zur Charakterisierung Lagrangescher Teilchenbewegung in turbulenten Strömungen
- Kohärente Strukturen, Wirbelfilamente und Intermittenz
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt auf der Untersuchung turbulenter Plasmen. Dieses Thema wird im Rahmen einer Nachwuchsforschergruppe der Helmholtzgesellschaft unter der Leitung von Prof. Dr. Frank Jenko (MPI für Plasmaphysik, Garching) untersucht.
Methodisch werden diese Forschungsvorhaben mit Hilfe von numerischer und analytischen Mitteln untersucht. Numerisch werden dazu direkte Simulationen der Grundgleichungen in zwei und drei Raumdimensionen durchgeführt. Zusätzlich zu den turbulenten Feldern werde dabei die Trajektorien passiver Teilchen verfolgt. Die numerischen Ergebnisse können dann mit Methoden der nichtlinearen Dynamik und stochastischen Prozesse analysiert und interpretiert werden.
Online-Zeitschriften
- Web of Science
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- Physical Review
- Springer (EPJB,Biol.Cyb.)
- Journal of Physics A
- Europhysics Letters
- Nature
- Annalen der Physik (Annals of Physics-Berlin)
- Nonlinear Phenomena in Complex Systems
- Condensed Matter Preprints (Los Alamos e-Print Archive)
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