Turbulenz: Verstehen wir endlich dieses nichtlineare Phänomen?

Faszinierend und geheimnisvoll ist turbulente Strömung. Immer wieder neue, verwickelte, unvorhersehbare Bahnmuster zaubern die vom spielenden Wind transportierten Schneeflocken. Phantasievoll strukturierte Wolkenränder künden von turbulenter Atmosphäre. Welche Skalenvielfalt in verwirbelter Wasserströmung. —Turbulenz, eines der eindrucksvollsten Naturphänomene und zugleich eines der besonders schwer durchschaubaren. Turbulente Strömung ist ein komplexes, nichtlineares, chaotisches Geschehen. Ihr Studium ist eine der Wurzeln der heutigen Chaos‐Forschung. Ihre technische Bedeutung ist größer denn je, wobei aufwendige numerische Methoden dem klassischen Windkanal immer mehr Konkurrenz machen. Im folgenden möchte ich darstellen, welche jüngsten Fortschritte im physikalischen Verständnis des Phänomens Turbulenz erzielt werden konnten. Warum ist Turbulenz determiniert‐chaotisch? Wie kann man die selbstähnliche Vielskaligkeit verstehen und quantitativ berechnen? Im Zentrum dieses Artikels steht die Frage, wie sich die bisher kaum überwindbare Lücke zwischen den hydrodynamischen Gleichungen und den beobachteten Phänomenen ganz erheblich verkleinern läßt. Dadurch können zahlreiche Ansätze und Modelle durch die Analyse der Navier‐Stokes‐Gleichungen ersetzt werden. Ich möchte nicht nur berichten, daß es geht, sondern auch skizzieren, wie.