Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 46: POSTER II

DY 46.28: Poster

Donnerstag, 26. März 1998, 14:30–17:30, B

Chaotische homokline Dynamik in der Couette-Taylor Strömung — •J. Abshagen und G. Pfister — Institut für Angewandte Physik, Universität Kiel, Olshausenstraße 40, 24098 Kiel

Unter den verschiedenen oszillatorischen Zuständen des Taylor-Couette System, die bei einem Radienverhältnis von η=0.5 auftreten können, zeichnet sich die VLF-Mode einerseits durch ihre extrem kleine Oszillationsfrequenz und andererseits durch ihre azimutale Wellenzahl m=0 aus. Diese axial-symmetrische Oszillation tritt im Bereich axialer Wellenlängen λ ≤ 1,78 nach der Kleinen-Jet-Mode, einer ’schnellen’ Oszillation in der Auswärtsströmung, als zweite zeitperiodische Instabilität auf. In diesem Bereich existieren zwei zueinander symmetrische Zustände der zeitperiodischen VLF-Mode. Im 12-Wirbelzustand geht die periodische VLF-Mode bei Erhöhung der Reynoldszahl in einen intermittenen Zustand über, was diesen von Zuständen höherer Wirbelzahl unterscheidet. Dabei kommt es für Γ/N ≤ 0.866 am kritischen Punkt zu einem spontanen Verschmelzen der beiden zueinander symmetrischer Attraktorgebiete und es entsteht ein chaotische Attraktor mit einem ’Double-Scroll’-ähnlichen Aussehen. Das dynamische Verhalten der chaotischen VLF-Mode im 12-Wirbelzustand zeigt signifikante Übereinstimmungen mit dem homoklinen Chaos eines niederdimensionalen Systems, das einen homoklinen Orbit vom Shil’nikov-Typ beinhaltet. Neben dem dynamischen Aspekt diese Zustandes wird aber auch der Verhalten der axialen Wirbelstruktur und der unterliegenden zeitperiodischen Oszillationen betrachtet.