Fasern machen chaotische Turbulenzen berechenbarer

Mit der neuen Methode reicht es, die Bewegungen von wenigen starren Fasern zu verfolgen, um die gesamte Dynamik von Wirbeln erfassen zu können. (Bild: Holzner Lab / Environmental Fluid Mechanics - EFM) - Das chaotische Verhalten von Wirbeln macht unter anderem die Wetterprognosen so schwierig. Forschende der ETH Zürich haben jetzt eine neuartige experimentelle Methode entwickelt, die genauere Analysen der Bewegungen von Turbulenzen in Flüssigkeiten ermöglicht. Turbulenzen gehören zu den wichtigsten und gleichzeitig zu den am wenigsten verstandenen Phänomenen der Natur. Vom Wetter über die Strömungsverhältnisse in Gewässern und in industriellen Chemieoder Biologiereaktoren bis hin zum Blutkreislauf: Überall, wo sich Flüssigkeiten und Gase bewegen, bestimmen Hierarchien von Wirbeln, wie sich die Energie ausbreitet und lokal auswirkt. Die Grenzen der heutigen Vorhersagemodelle werden zu einem grossen Teil durch das begrenzte Verständnis der Turbulenzen und ihrer Zusammenhänge gesetzt. Forschende der ETH Zürich haben jetzt mit Partnern anderer Forschungsinstitutionen ein neuartiges experimentelles Verfahren entwickelt, um die Energien von Wirbeln in Flüssigkeiten über die ganze Skalenbreite von wenigen Millimetern bis zu hunderten von Metern viel genauer und vor allem auch einfacher zu erfassen.