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.