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| Kaffeesahne oder Verbrennungsprozess: Turbulenzen auf der Spur | | Drucken | |
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Das Mischen von Substanzen in verwirbelten turbulenten Strömungen
ist ein Vorgang, der uns im Alltag ständig begegnet, ob bei Rauchwolken
aus einem Schornstein oder dem Tropfen Sahne im morgendlichen heißen
Kaffee. Sehr schön ist dort zu beobachten, wie für kurze Zeiten sehr
feine „Sahnewirbel“ entstehen. Einem deutsch-israelischen Wissenschaftlerteam des Fachgebietes Theoretische Strömungsmechanik der TU Ilmenau (Prof. Jörg Schumacher) und des Weizmann Institute of Science in Rehovot gelang jetzt eine detaillierte Analyse dieser verwirbelten Filamente (Fäden/Fasern), die beim turbulenten Mischen entstehen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt
wurden die Daten von Supercomputersimulationen, die das Mischen in einer bisher
nicht gekannten Detailliertheit auflösen, mit
Methoden analysiert, die in der medizinischen Forschung oder der Robotik
bei der Mustererkennung Anwendung finden. Spezielle Algorithmen waren dazu
notwendig, da ein einzelner Schnappschuss aus den Computersimulationen immerhin
1 Milliarde Pixel beinhaltet! Die
Analyse führte zu neuen Erkenntnissen über die Entstehungsprozesse derartig feiner Filamente. Wie müsste sich
also der heiße Kaffee in der Tasse bewegen, damit wir die feinen
Kaffeesahnestreifen sehen? Die Ergebnisse dieser interdisziplinären
Grundlagenforschung liefern neue Modellierungsansätze für viele wichtige
Fragestellungen, angefangen von turbulenten Verbrennungsprozessen in Motoren
und Triebwerken bis hin zum verstärkten Süßwassereintrag in die Ozeane durch
das Abschmelzen der Gletschermassive und Eisberge. Die Forschungsergebnisse wurden in der Ausgabe der amerikanischen
Fachzeitschrift Physical Review Letters
vom 22. September 2006 publiziert und als Coverstory ausgewählt. Kontakt/Information: Technische Universität Ilmenau Professor Jörg Schumacher, Fakultät für
Maschinenbau, Fachgebiet
Theoretische Strömungsmechanik, Tel. 03677-69-2428, 03677-69-1281 E-Mail:
joerg.schumacher(at)tu-ilmenau.de
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