Forschungsprofil
Für die numerischen Simulationen sind sehr hohe Computerleistungen erforderlich. Daher ist das wichtigste Arbeitsgerät des Lehrstuhls ein leistungsstarker Computer. Für Entwicklungs-arbeiten und kleinere Sensitivitätsstudien steht ein PC-Cluster mit 64 Hexa-Core Prozessoren zur Verfügung. Umfangreichere Klimasimulationen werden auf externen Supercomputern, z.B. am HLRN in Berlin, durchgeführt. Datenserver mit einer Festplattenkapazität von rund 200 TByte verwalten die Simulationsergebnisse. Ihre weitere Verarbeitung erfolgt auf leistungsstarken Work-stations in einem lokalen Rechnerverbund.
Für die Simulation und Analyse räumlich hoch aufgelöster Klimamuster und ihrer Veränderungen unter verschiedenen anthropogenen Einflüssen wird am Lehrstuhl das regionale Klimamodell COSMO-CLM verwendet und weiterentwickelt.
Die Forschungsaktivitäten widmen sich folgenden Schwerpunkten:
- Qualitätskontrolle der Modellergebnisse durch Vergleich mit Referenzdaten aus Bodenbeobachtungen, Radisondenmessungen und Satellitenbeobachtungen
- Identifizierung und Behebung von Modelldefiziten
- Verbesserung der numerischen Verfahren für den dynamischen Kern des Modells
- Sensitivitätsstudien zum Einfluss geänderter Eingangsparameter auf Modellergebnisse
- Untersuchung der Auswirkungen von Landschaftsveränderungen (z.B. durch die Renaturierung des Tagebaus) auf das lokale Klima
- Statistische Analyse räumlicher Klimamuster und zeitlicher Klimatrends
- Erweiterung des Modells zu einem regionalen Erdsystem-Modell durch Ankopplung zusätzlicher Modellkomponenten
Um die Entstehung von Wellen und Instabilitäten in rotierenden Strömungen zu untersuchen werden idealiserte Strömungskonfigurationen verwendet. Aktuell wird ein rotierender Zylinderspalt mit konischer oder zylindrischer Innenwand mithilfe eines genauen Strömungsmodells bei verschiedenen Randbedingungen, Viskositäten und Rotationsge-schwindigkeiten simuliert und die Ergebnisse mit Laborexperimentergebnissen, die am LS Aerodynamik der BTU durchgeführt werden, verglichen. Untersucht werden u.a.
- die Anregung und Ausbreitung von Trägheitswellen
- die Anregung von Wellen und Rotationsinstabilitäten durch Oszillationen der Wände
- Entstehung von mittleren Strömungen durch Wellen und Wirbel
