Nye, robuste teorier skal beskrive turbulens
På Danmarks Tekniske Universitet arbejder Associate Professor Clara Marika Velte på at bygge et nyt laboratorium. Med finansiering fra European Research Council (EU-midler) og Poul Due Jensens Fond i ryggen skal laboratoriet hjælpe forskningsgruppen med at lave en unik databasesamling for turbulensforskning. EU-projektet skal teste den etablerede teori, mens fondsprojektet skal udvikle ny, robust teori baseret på en kombination af avancerede eksperimenter og matematisk analyse.

Turbulens opstår, når gas, luft eller væske bevæger sig tilstrækkeligt hurtigt. Hastigheden behøver dog ikke være voldsomt høj, eksempelvis kan man let observere turbulens-bevægelser, når man hælder fløde i kaffen. De generelle principper beskrives let, og ligningerne har været kendt i næsten 200 år. Detaljerne i de matematiske problemer er derimod så komplicerede at løsningen heraf er blevet fremhævet som et af syv store matematiske  problemer i det 21. århundrede. Fysikeren Robert Feynman har udtalt, at turbulens er det vigtigste uløste problem i klassisk fysikforskning.

Modeller, som anvendes til at designe pumper, vindmøller og andre maskiner der bevæger sig i turbulente omgivelser, baserer sig på tilnærmelser og har begrænset anvendelse. En meget anvendt tilnærmelse for ‘meget turbulent flow’ blev publiceret i 1941, og antagelserne bag den har nærmest opnået status af fysiske love.

Associate Professor Clara Marika Velte, DTU Mekanik.

Gamle antagelser holder ikke vand

Ny eksperimentel og teoretisk forskning af blandt andre Clara Marika Velte fra DTU Mekanik har vist at det er nødvendigt at reformulere ligningerne, og hun har modtaget et ERC Starting Grant til at dokumentere hvor antagelserne fejler. Parallelt hermed finansierer Poul Due Jensens Fond arbejdet med at reformulere de matematiske modeller og kommunikere dem internationalt.

"Vi vil udvikle ny, robust teori baseret på en kombination af avancerede eksperimenter og matematisk analyse. Når vi beskriver turbulens i matematiske termer, anvender vi konceptet bølger for at skabe den manglende kobling til de gældende formler for bevægelse i væske (fluid motion)."
Clara M. Velte, Associate Professor, DTU

Projektets formål og design

Projektet skal sikre et mere robust teoretisk fundament for forståelsen af turbulens. Vi vil sikre at resultaterne deles med både industri og det internationale forskersamfund gennem udvikling af et internationalt anerkendt centre of excellence.

  • Laboratoriefaciliteterne skal kunne tiltrække internationalt talent og samarbejde
  • En følgegruppe fra industrisektoren vil få mulighed for at følge arbejdet i forskningsgruppen
  • Fra 2021 afholdes desuden en international sommerskole hvert andet år

Bevillingen på 12,9 millioner DKK løber fra 2019 til 2023.

Forskning

Fonden støtter udvalgte forskningsområder inden for naturvidenskab og teknik.

Beslutningsstøtte til myndighederne

Samarbejdspartner

Aalborg Universitet

Nødrespirator

Samarbejdspartner

Aalborg Universitet

Big Bang – konference

Samarbejdspartner

Naturvidenskabernes hus

Bæredygtig sørensning

Samarbejdspartner

Danmarks Tekniske Universitet, Aarhus Universitet

Fremtidens pilekvist

Samarbejdspartner

Aarhus Universitet

AU Centre for Digital Twins

Samarbejdspartner

Aarhus Universitet

Microflora Danica

Samarbejdspartner

Aalborg Universitet

Open Additive Manufacturing

Samarbejdspartner

Danmarks Tekniske Universitet

Ønskes: stærkere magneter

Samarbejdspartner

Danmarks Tekniske Universitet

Danske unge skal med til Stockholm Junior Water Prize

Samarbejdspartner

Naturvidenskabernes hus, Danmarks Tekniske Universitet

Digital forskning i verdensklasse i Aalborg

Samarbejdspartner

Aalborg Universitet

Inspirerende naturvidenskab for lærere og elever

Samarbejdspartner

Naturvidenskabernes hus

Laboratoriefaciliteter i verdensklasse

Samarbejdspartner

Aalborg Universitet

Mission: “nul-energi” trådløse transceivere

Samarbejdspartner

Aarhus Universitet