Molekulare und makroskopische Untersuchung des laminar-turbulenten Grenzschichtuebergangs mit Hilfe von Lasern und fluoreszierenden Substanzen.

Abstract

Eine Voraussetzung der Navier-Stokes-Gleichungen ist lokales thermodynamisches Gleichgewicht, das heisst isotherme Stroemung und konstante Scherviskositaet. Die Scherviskositaet ist durch die Diffusion der molekularen Translation und die molekulare Rotation gegeben. Diese Groessen sind mit Hilfe eines pulsierenden Picosekunden-Lasers, fluoreszierenden und lichtausloeschenden Substanzen in einer Transitionsgrenzschicht gemessen worden. Danach ist die Scherviskositaet konstant. Weiter folgt, dass in Fluessigkeitsvolumen mit einem Durchmesser von etwa 10 Nanometern unabhaengig von der makroskopischen Stroemung ueberall gleiche Zustaende herrschen. Andererseits zeigen Messungen mit Laser-Doppler-Anemometrie (LDA), dass fuer die Messungen von makroskopischen Stroemungsgeschwindigkeiten Teilchen mit einem Durchmesser von einem Mikrometer ausreichen.