Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 16: Nichtlineare Dynamik und Turbulenz

DY 16.1: Fachvortrag

Mittwoch, 19. März 1997, 14:30–15:00, R4

Die turbulente Kaskade: Ein Markov-Prozess — •R. Friedrich¹ und J. Peinke² — ¹Institut für Theoretische Physik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, D-70550 Stuttgart — ²Experimentalphysik II, Universität Bayreuth, D-95447 Bayreuth

Ein turbulentes Strömungsfeld wird durch die statistischen Eigenschaften der Geschwindigkeitsinkremente v_i=u(x+L_i/2)−u(x−L_i/2) auf unterschiedlichen Längenskalen L_i charakterisiert. Eine Analyse experimenteller Daten, erhalten aus Freistrahlexperimenten, legt nahe, daß die N-Punkt-Verteilungsfunktion p(v₁,L₁;...v_N,L_N) Markov-Eigenschaften besitzt. Demnach ist die Statistik der turbulenten Kaskade durch die bedingte Verteilungsfunktion p(v_i,L_i|v_j,L_j) festgelegt. Eine weitergehende Datenanalyse zeigt, daß diese bedingte Verteilung einer Fokker-Planck- Gleichung genügt, wobei Drift- und Diffusionskoeffizienten direkt aus den experimentellen Daten bestimmt werden können. Intermittenzeffekte, die sich in einem multifraktalen Skalenverhalten der Momente <(v_i)_n> äußern, werden somit auf bestimmte Rauschprozesse zurückgeführt.

[1] R. Friedrich, J. Peinke, Physica D (im Druck)