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Alles fließt

Zwischen regelmäßig und chaotisch: Um unterschiedlichste Strömung in Flüssigkeiten und Gasen geht es bei der zwölften European Fluid Mechanics Conference an der TU Wien.

Erst Wellen, dann Kräusel: Strömungsverhalten ist schwer zu berechnen.

Erst Wellen, dann Kräusel: Strömungsverhalten ist schwer zu berechnen.

Erst Wellen, dann Kräusel: Strömungsverhalten ist schwer zu berechnen. [1]

Erst Wellen, dann Kräusel: Strömungsverhalten ist schwer zu berechnen. [1]

Es beginnt ganz harmlos, aber rasch wird es turbulent. Rauchpartikel steigen von einem Räucherstäbchen mit dem warmen Luftstrom nach oben und visualisieren die Strömung. Der geradlinige Strom wird zunächst wellig, dann bilden sich Wirbel aus, die immer komplizierter werden. Aus der ruhigen Strömung wird ein chaotisches Gewirr an Rauchkräuseln.

Auch wenn es sich um ein ganz alltägliches Phänomen handelt – wissenschaftlich gesehen sind solche Strömungen in Gasen und Flüssigkeiten hochkomplex. Um solche und ähnliche Vorgänge geht es bei der European Fluid Mechanics Conference 12“ (EFMC12), die vom 9. bis 13. September an der TU Wien stattfindet. Über 850 Forscherinnen und Forscher aus der ganzen Welt werden daran teilnehmen.

Alte Tradition – neue Ideen
Das Forschungsgebiet der Fluidmechanik gibt es schon lange: Isaac Newton schrieb in seinen „Principia Mathematica“ darüber, Daniel Bernoulli veröffentlichte seine berühmte Bernoulli-Gleichung im Jahr 1738. Damit ist die Strömungsmechanik viel älter als andere Wissenschaften wie die Elektrodynamik oder gar die Quantentheorie. Das bedeutet aber keineswegs, dass sie ihre besten Tage bereits hinter sich hätte – ganz im Gegenteil: Viele wichtige Fragestellungen in der Fluidmechanik haben sich erst in den letzten Jahren und Jahrzehnten durch neue Ideen ergeben, beispielsweise aus der Chaostheorie. Die Möglichkeit, das Verhalten von Strömungen am Computer zu simulieren, hat das Feld nachhaltig verändert. Auch die Strömungsmesstechnik wurde revolutioniert, etwa durch Laser-Methoden.

„Bei der Konferenz geht es nicht um spezielle Anwendungsfälle, sondern um wichtige fundamentale Fragen, mit denen wir die Grundlagenforschung nach vorne bringen wollen“, erklärt Prof. Hendrik Kuhlmann vom Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung der TU Wien, Chairperson und Vorsitzender der Konferenz. Die Bedeutung dieser Forschung für die Industrie ist offensichtlich: Strömungsmechanik spielt in vielen Bereichen eine entscheidende Rolle, vom Flugzeugtriebwerk bis zur künstlichen Herzpumpe. „Die Industrie kann die oft sehr komplexe und aufwändige Grundlagenforschung in diesem Bereich unmöglich selber leisten“, sagt Kuhlmann. „Da braucht es akademische Forschungsarbeit, wie wir sie bei der EFMC12 präsentieren werden.“

Das akademische Programm der EFMC12 reicht von Strömungen, die Partikel mit sich tragen und Instabilitäten (wie beim Beispiel des Räucherstäbchens) bis hin zum Verhalten von Bläschen und Tröpfchen. Um biologische Materialien wird es genauso gehen wie um Superfluide, man wird über Strömungen komplexer Fluide, die aus verschiedenen Materialkomponenten bestehen, diskutieren, oder auch über die mathematische Beschreibung von Wellen.

Die EFMC12 findet alle zwei Jahre statt, vom 9. bis zum 13. September 2018 ist sie zu Gast im Freihaus der TU Wien. Neben der TU Wien ist auch das IST Austria im Local Organizing Committee vertreten, die Schirmherrschaft über die EFMC12 hat die European Mechanics Society EUROMECH.

[1] Bild: (c) Hendrik Kuhlmann

Nähere Informationen:
Prof. Hendrik Kuhlmann
Institut für Strömungsmechanik und Wärmeübertragung
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9
T: +43 (1) 58801 - 322 12
hendrik.kuhlmann@tuwien.ac.at