Turbulenz ‐ Beschreiben mittels repräsentativer Wirbelsysteme

Sowohl im natürlichen Ablauf, als auch bei technischen Anwendungen ist die turbulente Fließform häufig zu beobachten. Gerade wegen der außerordentlichen Wichtigkeit beim Optimieren von Strömungsprozessen, aber auch zum Durchdringen meteorologischer Probleme wünscht man Einzelheiten der turbulenten Bewegung kennenzulernen und möchte sich nicht nur mit statistischen Mittelwerten begnügen. Deshalb ist seit den sechziger Jahren der turbulente Elementarprozeß ein Forschungsthema an der Dresdner Technischen Universität geblieben. Anfänglich untersuchte man das turbulente Wirbeln in einem gradientenfreien Hauptstrom. Rayleighs Differentialgleichung konnte integriert werden. Im Resultat zeigte sich, daß unter Wirken der nichtlinearen Summanden ein ganzes Spektrum zusätzlicher Wirbel entstanden war. Durch Auswerten vieler Messungen konnten solche „Kombinations‐Wirbelfelder” nachgewiesen werden. Parallel hierzu wurde ein Mischungsalgorithmus ausgearbeitet, der sich eignet, auch gekoppelt Prozesse zeitlich zu verfolgen. Ferner ist es möglich geworden, für ein vorgegebenes Wirbelsystem den Koeffizienten der zeitlichen Dämpfung zu bestimmen, und auch die zeitliche Änderung eines Spektrums zu berechnen.