Untersuchung anomaler Skalierungen in der Turbulenz mit Hilfe von Dissipationselementen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Norbert Peters (†)
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2004 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5428177

Im Antragszeitraum soll eine Theorie der Mischung passiver Skalare in turbulenten Strömungen weiterentwickelt werden, die auf den kleinsten dissipativen Elementen beruht. Diese Elemente sind dreidimensionale Gebilde und erstrecken sich zwischen den Minimum- und Maximum-Punkten sowie Sattelpunkten des skalaren Feldes. An den Rändern des Mischungsfeldes können sie zu quasi-eindimensionalen Schichten degenerieren. Die topologische Struktur der dissipativen Elemente soll aus skalaren DNS-Feldern durch Berechnung von Trajektorien zwischen einem Minimum und Maximum bestimmt werden. Ziel der Untersuchung ist die Rekonstruktion der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Skalars sowie der skalaren Dissipationsrate. Dazu ist eine Gleichung für die Wahrscheinlichkeitsdichte (Pdf) der skalaren Mittelpunkte und der skalaren Differenz der dissipativen Elemente sowie weiterer Parameter, die diese beschreiben, zu modellieren. Aus der mittleren skalaren Dissipationsrate ergibt sich schließlich eine genauere Beschreibung des Modellierungsansatzes für das Zeitskalen-Verhältnis zwischen Strömung und Mischung. Dies ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis von skalarer Mischung, beispielsweise auch des Einflusses unterschiedlicher Schmidt-Zahlen.

• DFG Programme: Research Grants