Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 41: POSTER II

DY 41.18: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 09:30–13:00, Z

Verzweigungstheoretische Modellierung und Experimente zur
Phasendynamik der VLF-Mode im Taylor-Couette System — •Jan Abshagen, Wiebke Müller und Gerd Pfister — IEAP, Universität Kiel, Olshausenstr. 40, D-24098 Kiel

Das Taylor-Couette System ist ein klassisches Testsystem zur Untersuchung hydrodynamischer Musterbildung. Für Radien- zu Höhenverhältnisse von Γ/N < 0.96 konnte in einem System mit η=0.5 experimentell eindeutige Verzweigungssequenzen identifiziert werden. So tritt nach dem Einsatz der Taylor-Wirbelströmung bei Erhöhung der Reynoldszahl die zeitperiodische Kleine-Jet-Mode auf, welche wiederum instabil gegen sehr langsame, großskalige axialsymmetrische Strukturen wird, die entweder stationär, durch eine spontane Symmetriebrechung hervorgerufen, oder zeitperiodisch sind. Letztere wird auch als VLF-Mode (’very-low-frequency’) bezeichnet. Diese Überstrukturen weisen ein reichhaltiges dynamisches Verhalten auf. Es wurden u.a. Torusverdopplungskaskaden - normale sowie inverse, Intermittenzen, chaotische homokline Dynamik und SNIPER-Verzweigungen gefunden. Wir stellen ein Modell vor, welches die experimentell gefundene Verzweigungsstruktur dieser großskaligen Strukturen im 4-Wirbelzustand vollständig wiederspiegelt. Diese Betrachtungsweise wird auch auf Zustände höherer Wirbelzahlen, welche z.T. komplexere Verzweigungssequenzen aufweisen, ausgedehnt. Zudem wird auch der Einfluß der Systemlänge auf den chaotischen Zustand selbst mittels Zeitreihenanalyse untersucht. Neben der reinen verzweigungstheoretischen Betrachtung hat sich die der Phasendynamik für hydrodynamische Systeme als sehr fruchtbar erwiesen. Daher wird ebenfalls die Dynamik der beiden Phasenvariablen der entsprechenden Strömungzustände experimentell untersucht.