Turbulent


Turbulent
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Turbulenz (lat.: turbare = drehen, beunruhigen, verwirren) ist die räumlich und zeitlich ungeordnete Strömung eines Gases oder einer Flüssigkeit.

Turbulente Strömungen sind im Gegensatz zu laminaren Strömungen durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:

  1. große Vielfalt von Längen- und Zeitskalen,
  2. ungeordnete und schwer vorhersagbare raumzeitliche Struktur,
  3. empfindliche Abhängigkeit von Anfangs- und Randbedingungen.

Beispiel zu (1): Ein Wirbelsturm ist mehrere Kilometer groß, während die kleinsten in ihm enthaltenen Wirbel kleiner als einen Millimeter sind.

Beispiel zu (2): Die Windstärke am Ort einer Windkraftanlage schwankt sehr stark und ist schwer vorhersagbar.

Beispiel zu (3): Wenn die Tragfläche eines Flugzeuges vereist, beeinflussen die millimeterkleinen Eiskristalle die turbulente Luftströmung so stark, dass die Maschine abstürzen kann.

Turbulenz (in Luftmassen, Fluiden) kann mit Worten folgendermaßen definiert werden:

  • Zufälligkeit (des Strömungszustandes, der Geschwindigkeiten): nicht vorhersagbar (statistisch gesehen jedoch schon: „deterministisches Chaos“)
  • Diffusivität: starke Vermischung im Gegensatz zum Einfluss der molekularen Diffusion
  • Dissipation: kinetische Energie wird umgewandelt in Wärme, turbulenter Fluss bleibt folglich nur erhalten, wenn von außen wieder Energie zugeführt wird
  • Nichtlinearität: Fluss wird instabil, wenn die Nichtlinearitäten an Einfluss gewinnen.

Wie schwierig und wenig verstanden die Turbulenz ist, zeigt folgendes Zitat von Horace Lamb aus dem Jahr 1932:

  • "Wenn ich in den Himmel kommen sollte, erhoffe ich Aufklärung über zwei Dinge: Quantenelektrodynamik und Turbulenz. Was den ersten Wunsch betrifft bin ich ziemlich zuversichtlich."[1]

In der Umgangssprache wird turbulent oft verwendet, um unübersichtliche, sich schnell verändernde Situationen zu beschreiben. Ein Beispiel ist die Beschreibung von Märkten, insbesondere von Kapital- und Aktienmärkten. Hier meint dieser Begriff die unvorhersehbaren, besonders „stürmischen“ Kursverläufe.

Luftfahrt

In der Luftfahrt bezeichnen Turbulenzen Luftverwirbelungen, die durch Wetter, Hindernisse in der Luftströmung oder andere Luftfahrzeuge (Wirbelschleppen) hervorgerufen werden. Da konvektive Wolken, besonders Kumuli, durch eine mehr oder weniger starke Aufwärtsströmung der Luft entstehen, während außerhalb der Wolke die Luftmassen absinken, gibt es beim Flug durch diese Wolken oft Turbulenzen. Diese können Luftfahrzeuge erfassen und zu Steuerungsproblemen, schwer kontrollierbaren Flugzuständen bis hin zu Abstürzen führen. Besonders kritisch können sich Turbulenzen bei einer Luftbetankung auswirken.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Horace Lamb, 1932, zitiert in Gerthsen Physik. 22. Auflage, S. 128

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  • turbulent — turbulent, ente [ tyrbylɑ̃, ɑ̃t ] adj. • fin XIIe, repris 1532; lat. turbulentus, rad. turbare « troubler » 1 ♦ Vx Agité et violent. « ces gens turbulents Dont l imprudent chagrin, qui tempête et qui gronde » (Molière). 2 ♦ Mod. Qui est porté à s …   Encyclopédie Universelle

  • turbulent — turbulent, ente (tur bu lan, lant ) adj. 1°   Porté à faire du bruit, à s agiter bruyamment. •   Ainsi le turbulent Éole te soit aussi affable qu aux pacifiques nids des Alcyons !, CYR. DE BERG. Péd. joué, I, 5. •   Lorsque deux animaux m ont… …   Dictionnaire de la Langue Française d'Émile Littré

  • turbulent — TURBULÉNT, Ă, turbulenţi, te, adj. 1. (livr.) Care face gălăgie; care produce dezordine. 2. (fiz.; despre fluide) Care prezintă în masa lui vârtejuri, agitaţie. – Din fr. turbulent, lat. turbulentus. Trimis de ana zecheru, 13.09.2007. Sursa: DEX… …   Dicționar Român

  • Turbulent — Tur bu*lent, a. [L. turbulentus, fr. turba disorder, tumult: cf. F. turbulent. See {Turbid}.] 1. Disturbed; agitated; tumultuous; roused to violent commotion; as, the turbulent ocean. [1913 Webster] Calm region once, And full of peace, now tossed …   The Collaborative International Dictionary of English

  • turbulent — Adj std. (17. Jh.) Entlehnung. Entlehnt aus l. turbulentus, zu l. turba lärmende Unordnung, Gewühl, Gedränge , zu l. turbāre verwirren . Abstraktum: Turbulenz.    Ebenso nndl. turbulent, ne. turbulent, nfrz. turbulent, nschw. turbulent, nnorw.… …   Etymologisches Wörterbuch der deutschen sprache

  • Turbulent — Histoire …   Wikipédia en Français

  • turbulent — UK US /ˈtɜːbjələnt/ adjective ► experiencing many problems, disagreements, or changes: a turbulent time/period/year »The publishing world is going through a turbulent time at the moment. »A turbulent market has caused concern in Congress …   Financial and business terms

  • turbulent — Turbulent, [turbul]ente. adj. Impetueux, qui est porté à faire du bruit, à exciter du trouble, du desordre. Esprit turbulent. cet homme est fort turbulent. enfant turbulent …   Dictionnaire de l'Académie française

  • turbulent — [tʉr′byə lənt] adj. [Fr < L turbulentus < turba, a crowd: see TURBID] full of commotion or wild disorder; specif., a) marked by or causing turmoil; unruly or boisterous [a turbulent mob] b) violently agitated; tumultuous [turbulent grief]… …   English World dictionary

  • turbulent — (adj.) 1530s, disorderly, tumultuous, unruly (of persons), from M.Fr. turbulent (12c.), from L. turbulentus full of commotion, restless, from turba turmoil, crowd (see TURBID (Cf. turbid)). In reference to weather, attested from 1570s …   Etymology dictionary

  • turbulent — turbùlent (turbulȅnt) m <G mn nātā> DEFINICIJA lingv., v. šumnik ETIMOLOGIJA vidi turbulencija …   Hrvatski jezični portal


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