Hof Group
Nichtlineare Dynamik und Turbulenzen
Die meisten Flüssigkeitsströme in praktischen Anwendungen sind turbulent, dennoch ist unser Verständnis dieses Phänomens immer noch sehr begrenzt. Die Hof Gruppe möchte Einsichten in die Natur der Turbulenz und der Dynamik komplexer Flüssigkeiten gewinnen.
Die Strömungen in Ozeanen, um Fahrzeuge herum oder durch Pipelines sind sehr turbulent. Turbulenzen bestimmen Reibungsverluste sowie Transport- und Mischeigenschaften. Trotz ihrer Allgegenwärtigkeit wissen wir nur sehr wenig über die Natur der Turbulenz. Um ein grundlegendes Verständnis des Ursprungs von Turbulenz und der Prinzipien, die ihr zugrunde liegen, zu erhalten, untersucht die Hof-Gruppe Turbulenzen, wenn sie erstmals aus einer geordneten, laminaren Strömung entstehen. Die Gruppe kombiniert detaillierte Experimente im Labor mit hochauflösender Computersimulation. Sie verwendet Methoden der nicht-linearen Dynamik und statistischen Physik, um Schlüsselaspekte des Übergangs zwischen laminarer und turbulenter Strömung zu finden und universelle Merkmale zu identifizieren, die dieser mit ungeordneten Systemen in anderen Bereichen der Physik gemeinsam hat. Manche dieser Einsichten können verwendet werden, um turbulente Strömungen zu kontrollieren. Die Gruppe entwickelt solche Methoden aktiv.Darüber hinaus untersucht die Gruppe Instabilitäten in Flüssigkeiten mit komplexeren Eigenschaften, wie z.B. dichte Suspensionen von Teilchen, Polymerlösungen und Blutfluss.
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Laufende Projekte
Turbulenz aus der Sicht statistischer Mechanik | Übergang zwischen laminaren und turbulenten Strömungen | Dynamik komplexer Flüssigkeiten | Kontrolle von vollständig turbulenten Strömungen | Zytoplasmatische Strömungen | Instabilitäten bei kardiovaskulären Strömungen
Publikationen
Lopez Alonso JM, Feldmann D, Rampp M, Vela-Martín A, Shi L, Avila M. 2020. nsCouette – A high-performance code for direct numerical simulations of turbulent Taylor–Couette flow. SoftwareX. 11, 100395. View
Scarselli D. 2020. New approaches to reduce friction in turbulent pipe flow, IST Austria, 174p. View
Dos Santos Caldas PR, Lopez Pelegrin MD, Pearce DJG, Budanur NB, Brugués J, Loose M. 2019. Cooperative ordering of treadmilling filaments in cytoskeletal networks of FtsZ and its crosslinker ZapA. Nature Communications. 10, 5744. View
Kühnen J, Scarselli D, Hof B. 2019. Relaminarization of pipe flow by means of 3D-printed shaped honeycombs. Journal of Fluids Engineering. 141(11), 111105. View
Schwayer C, Shamipour S, Pranjic-Ferscha K, Schauer A, Balda M, Tada M, Matter K, Heisenberg C-PJ. 2019. Mechanosensation of tight junctions depends on ZO-1 phase separation and flow. Cell. 179(4), 937–952.e18. View
Karriere
seit 2013 Professor, IST Austria
2007 – 2013 Research Group Leader, Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, Göttingen, Germany
2005 – 2007 Lecturer, University of Manchester, UK
2003 – 2005 Research Associate, Delft University of Technology, The Netherlands
2001 PhD, University of Manchester, UK
Ausgewählte Auszeichnungen
2019 Simons Foundation Grant
2017 Mitglied der American Physical Society (APS)
2012 ERC Consolidator Grant
2011 Dr. Meyer Struckmann Science Prize
2005 RCUK Fellowship
