Kinematische und dynamische Prozesse in instationären Strömungen

Abstract

Das Hauptanliegen der vorliegenden Arbeit in es, aufzuzeigen, daß in vielen instationären Strömungen kinematische und dynamische Phasen der Bewegung von Fluidelementen zeitlich getrennt nacheinander ablaufen. Damit sind diese Phasen auch einer separaten Behandlung zugänglich und das Verständnis der komplexen Strömungsvorgänge wird gefördert. Dieser keineswegs selbstverständliche Befund geht darauf zurück, daß die nichtlinearen Bewegungsgleichungen an sich einheitlicher Strömungsfelder die Bildung bzw. Identifikation von "Individuen" zulassen, welche etwa im Sinne der "Massenpunkte" der Mechanik im Strömungsfeld ein Eigenleben mit vorwiegend kinematischen oder dynamischen Perioden der Bewegung führen können. Die Existenz dieser Individuen, die hauptsächlich Strahlelemente, Tropfen, Blasen, Teilchen und Wirbel sind, führt zu entsprechenden Modellen, die für die Beschreibung der komplexen, instationären räumlichen Strömungsvorgänge hilfreich sind. Besonders bei der Modellierung der Turbulenz wird die Konvektion und die gegenseitige Wechselwirkung von Wirbeln in Zukunft sicher eine stärkere Rolle spielen. Aber auch das Verständnis instationärer Freistrahlen, Strömungsablösungen und Mehrphasenströmungen kann mit Modellen für die "Strukturelemente" dieser Strömungen gefördert werden.