Spiralen in offener und geschlossener Taylor-Couette-Strömung

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Das Taylor-Couette-System ist ein klassisches Testsystem, mit dem raum-zeitliche Strukturen und strukturbildende Prozesse in der Hydrodynamik untersucht werden können. Spiralwellen können bei Taylor-Couette-Systemen mit gegeneinander rotierenden Zylindern als erste Instabilität der Couette-Strömung auftreten und stehen somit in Konkurrenz zur klassischen Taylorwirbel-Strömung. In diesem Projekt soll erstmals der Einfluss der Randbedingungen sowohl auf das Stabilitäts- und Verzweigungsverhalten sowie auf die Musterselektionsprozesse von Spiralwellen systematisch an einem Taylor-Couette-System untersucht werden. Durch Variation unterschiedlicher Randbedingungen werden nicht nur die wesentlichen Mechanismen zur Entstehung raum-zeitlicher Strukturen analysiert, sondern auch die Wechselwirkung der konkurrierenden Instabilitäten und deren Übergänge. Ein zentraler Punkt des Forschungsprojektes wird sein, den Einfluss und den Ursprung von Symmetriebrechung bei den unterschiedlichen Übergängen zu analysieren. Aufgrund der vorliegenden Messmethoden und der neu konstruierten Präzisionsanlage sollen experimentelle Ergebnisse mit numerischen Simulationen, für die ein entsprechender DFG-Antrag von Professor M. Lücke gestellt wurde, quantitativ verglichen werden.