Numerische Behandlung der Wärmeleitung in Grenzschichten des Interstellaren Mediums

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Neben den Sternen stellt das Interstellare Medium die zweite Komponente in Galaxien dar. Zu einer warmen und einer kalten Gasphase, die sich im thermischen Gleichgewicht befinden, kommt eine durch Sternexplosionen und starke stellare Winde erzeugte heiße Komponente, die sich bei ihrer Produktion lokal nicht im Druckgleichgewicht mit der Umgebung befindet und daher heftig expandiert. Dichtestrukturen in Stoßfronten und kühle Wolken sind in heißes strömendes Gas eingebettet, so dass sich Grenzschichten ausbilden in denen Wärmeleitung eine wichtige Rolle spielt. Während die Dynamik auf großen Skalen abläuft, sind astrophysikalisch auch diese kleinskaligen Grenzschichten von Bedeutung. Um Dynamik und Grenzschichtprozesse adäquat behandeln zu können, ist der Einsatz von Adaptive-Mesh-Refinement-Verfahren, die die Gitterzellengröße lokal an die physikalischen Gegebenenheiten anpassen, zwingend notwendig. Die Verfeinerung bzw. Vergröberung des Gitters soll zusätzlich auf einer Multi-Skalen-Analyse begründet werden, durch die nicht nur der Ort, sondern auch die kleinsten Längenskalen, auf denen physikalisch relevante Prozesse ablaufen, und damit die Gitterverfeinerung festgestellt werden. Das hier entwickelte Verfahren wird dann in verschiedene, schon laufende Projekte des Antragstellers eingespannt und für weitere Kooperationen bereit gestellt.