Eine Schicht viskoser inkompressibler Flüssigkeit in bewegungslosem
Zustand wird von unten geheizt. Die Graphik zeigt, wann thermische Konvektion
und damit Musterbildung in Abhängigkeit von der Rayleighzahl R
(in z-Richtung aufgetragen) und den reziproken Wellenzahlen ,
(in x,y-Richtung) einsetzt. R mißt die Intensität
der Heizung,
und
geben die Wellenlängen der konvektierenden Flüssigkeit in den
beiden horizontalen Richtungen der Schicht an. Ein Punkt
auf der Fläche zeigt an, bei welchem R welche Moden instabil
werden.
Oberbeck-Boussinesq-Gleichungen:
Dabei bezeichnet
das zur Fließbewegung gehörende Geschwindigkeitsvektorfeld,
die Temperaturverteilung und p den in der Flüssigkeit herrschenden
Druck. Durch die angegebenen Gleichungen wird die zeitliche Entwicklung
der Größen
,
,
p beschrieben.
Arbeitsgruppe: W. von Wahl, M. Birner, H.-Ch. Grunau, R. Kaiser, M. Neudert, B. Schmitt, L.-X. Xu, F. Zimmermann
Wolf von Wahl