Homogene Turbulenz

Als homogene Turbulenz wird eine einfache idealisierte Modelldarstellung von turbulenten Strömungen bezeichnet. Da turbulente Strömungen mathematisch schwierig zu beschreiben sind, bezieht man sich zu ihrer Charakterisierung häufig auf idealisierten Strömungsformen. Eine andere wichtige Darstellung ist die isotrope Turbulenz.

Für die homogene Turbulenz gilt, dass alle statistischen Eigenschaften der Strömung (mittleren Geschwindigkeitsschwankungen) überall im Strömungsfeld gleich sind. Im Gegensatz zur isotropen Turbulenz liegt also nur eine Translationsinvarianz vor, d.h. eine Unabhängigkeit der Größen vom Ortsvektor.

Für die Reynoldschen Normalspannungen gilt somit:

$ {\overline {u'^{2}}}=C_{1}=konstant, $

$ {\overline {w'^{2}}}=C_{2} $ und

$ {\overline {v'^{2}}}=C_{3}. $

Die homogene Turbulenz lässt sich im Experiment annähernd mit Hilfe eines Gitters im Windkanal realisieren. Beim Passieren des Gitters schlägt die Strömung in eine turbulente Bewegung um.