Paleomagnetic measurements of 10 sediment profiles from the Antarctic continental slope

Die im Rahmen des zweijährigen Forschungsprojekts über paläomagnetisch-sedimentologische Analysen sedimentärer Zyklen in der Weddell See und ihre stratigraphische Interpretation durchgeführten Arbeiten lieferten Ergebnisse zur Geschichte glaziomariner Sedimentationsprozesse am antarktischen Kontinentalrand. So konnte für ein Kernprofil mit einer außergewöhnlichen Terassenstruktur eine fazielle Gliederung und stratigraphische Einordnung erreicht werden, die auch auf größere Areale in der Weddell See anwendbar sind. Aufgrund der stratigraphischen Randbedingungen konnten die gewonnenen paläo- und gesteinsmagnetischen Messungen in eine Altersstruktur integriert und zusammen mit den sedimentologischen Parametern im Hinblick auf lokale und regionale Umweltveränderungen interpretiert werden. Insbesondere die gesteinsmagnetischen Analysen haben gezeigt, daß die magnetische Kornfraktion als accessorischer Bestandteil im Gesamtsediment dennoch an die Sortierungsprozesse des terrigenen Sedimenteintrags gekoppelt ist. Die ungewöhnlich deutlichen Variationen korngrößenabhängiger Parameter zeigten weiterhin, daß in Verbindung mit einer hochauflösenden Stratigraphie die magnetische Detailanalyse und ein besseres Verständnis der Sedimentationsprozesse in der Nähe der Schelfeiskante und speziell bei Meeresspiegeltiefständen die Möglichkeit eröffnen, unmittelbar Aussagen über die Bewegungen der Schelfeise und die Qualität der Meereisbedeckungen zu machen. Die gezielte Fortsetzung dieser Arbeiten in anderen Arealen am antarktischen Kontinentalrand ist daher wünschenswert. Die verwendeten Verfahren lassen sich mit den derzeit verfügbaren Instrumenten noch erweitern und versprechen durch die sehr sensitive Methodik detaillierte Aussagen zu glaziomarinen Sedimentationsprozessen.

Tranversal motion and flow structure of fully nonlinear streaks in a laminar boundary layer

Typical streak computations present in the literature correspond to linear streaks or to small amplitude nonlinear streaks computed using DNS or nonlinear PSE. We use the Reduced Navier-Stokes (RNS) equations to compute the streamwise evolution of fully non-linear streaks with high amplitude in a laminar flat plate boundary layer. The RNS formulation provides Reynolds number independent solutions that are asymptotically exact in the limit $Re \gg 1$, it requires much less computational effort than DNS, and it does not have the consistency and convergence problems of the PSE. We present various streak computations to show that the flow configuration changes substantially when the amplitude of the streaks grows and the nonlinear effects come into play. The transversal motion (in the wall normal-streamwise plane) becomes more important and strongly distorts the streamwise velocity profiles, that end up being quite different from those of the linear case. We analyze in detail the resulting flow patterns for the nonlinearly saturated streaks and compare them with available experimental results.

Nonlinear description of transversal motion in a laminar boundary layer with streaks

The nonlinear streamwise growth of a spanwise periodic array of steady streaks in a flat plate boundary layer is numerically computed using the well known Reduced Navier-Stokes formulation. It is found that the flow configuration changes substantially when the amplitude of the streaks grows and the nonlinear effects come into play. The transversal motion (in the wall normal-spanwise plane), which is normally not considered, becomes non-negligible in the nonlinear regime, and it strongly distorts the streamwise velocity profiles, which end up being quite different from those predicted by the linear theory. We analyze in detail the resulting flow patterns for the nonlinearly saturated streaks, and compare them with available experimental results.

Low-dimensional modeling of streaks in a wedge flow boundary layer

This paper is concerned with the low dimensional structure of optimal streaks in a wedge flow boundary layer, which have been recently shown to consist of a unique (up to a constant factor) three-dimensional streamwise evolving mode, known as the most unstable streaky mode. Optimal streaks exhibit a still unexplored/unexploited approximate self-similarity (not associated with the boundary layer self-similarity), namely the streamwise velocity re-scaled with their maximum remains almost independent of both the spanwise wavenumber and the streamwise coordinate; the remaining two velocity components instead do not satisfy this property. The approximate self-similar behavior is analyzed here and exploited to further simplify the description of optimal streaks. In particular, it is shown that streaks can be approximately described in terms of the streamwise evolution of the scalar amplitudes of just three one-dimensional modes, providing the wall normal profiles of the streamwise velocity and two combinations of the cross flow velocity components; the scalar amplitudes obey a singular system of three ordinary differential equations (involving only two degrees of freedom), which approximates well the streamwise evolution of the general streaks.