Turbulence

Genel Bakış

Turbulence, inersal hareket overwhelms vius düzgün ve başlangıçta küçük rahatsızlıklar ölçekler arasında etkileşime girer. Büyük yapılar, sınırları veya zorlamadan enerji harcar, daha küçük hareketlere dönüşür ve sonunda ısı olarak enerjiyi bozar.

Teknik temeller

Incompressible Navier-Stokes denklemleri, uzaysal ölçekler arasında kinetik enerji aktarımı olmayan bir şekilde momentum ve kütle korumasını ifade eder. Yüksek Reynolds numarasında, bir sabit aralık enerji ile ilgili hareketler ve vius dağılımı arasında gelişebilir. Kolmogorov teorisi, ideal homojeneresansı koşullar altında istatistiksel ölçeklendirmeyi öngörür, ancak intermittency daha nadir dereceler üretir. Vorticity germ, üç boyutlu kalibreleri sürdürüyor, rotasyon, stratejilendirme, manyetik alanlar veya iki boyutlu geometri yönlendirme transferi ve farklı spektrallar yaratıyor. Yakın duvarlar, çizgiler ve vortices çift doğrudan oar ve sürüklenme.

Nasıl çalışır

Navier-Stokes denklemleri çift hız ve doğrusal olmayan reklam olmadan baskı. Reynolds sayısı viskous etkileri ile ayrılmaz bir şekilde karşılaştırır. Deneyler ve simülasyonlar, akışlar, spektrallar ve koherent yapılar anlamına gelir, ancak istatistiksel kapanışlar pratik modellerde çözülmemiş ediller temsil eder.

Ölçme ve Araştırma Yöntemleri

Deneyler, sıcak kablolar, parçacık-image velocimetri, lazer Doppler sistemleri ve ölçeklendirici izleri hız ve karıştırmak için kullanır. Doğrudan sayısal simülasyon tüm aktif ölçekleri çözüyor ancak maliyeti Wilson numarasıyla dik bir şekilde büyür. Büyük şeker simülasyonu enerjik yapıları ve modelleri altgrid transferini çözerken, Reynolds-ortak modeller, ortalama miktarlar için yakın denklemleri kapatır. Geçerlilik, şebeke yakınlığı, inlet koşulları, örnekleme süresi ve belirsizlik raporları sunar. Averating, non-Gaussian patlamalarını gizleyebilir, bu yüzden spektral, yapı işlevleri, olasılık dağıtımları ve koherent-event istatistikler hız ve baskı kaybı anlamına gelir.

Anahtar fikirler

• Turbulence prensipte deterministic, ancak genellikle istatistiksel olarak tanımlanır.
• Enerji transferi ölçek bağımlıdır ve rastgele gürültüye eşdeğer değildir.
• Sınır koşulları ve tutarlı yapılar evrensel ölçeklendirme fikirleri ile ilgili önemli.

Mevcut araştırma sınırları

Araştırma hedefleri geçiş, duvar-drag azaltımı, yanma ve çalkantı, parçacıklar, dalgalar ve biyolojik yüzücülerle etkileşime giriyor. Veriye dayalı kapatmalar düzeltmeleri öğrenebilir, ancak eğitim akışları dışındaki koruma, istikrar ve davranışları korumalıdır. Adaptasyon simülasyonları, tutarlı yapılar etrafında karar verir ve laboratuvar tesisleri geofizik parametre rejimlerine boyut veya rotasyon yoluyla yaklaşır. Üç boyutlu Navier-Stokes çözümlerinin matematiksel varlığı ve pürüzsüzliği açık kalır, mühendislik tahmininden ayrı. Pratik ilerleme, sayısal modelleme ayrımına bağlıdır, çünkü evrensel bir kapatma her geometride doğru değildir, ölçek ve koşul zorlamaktadır.

Neden önemli?

Turbulence uçakları sürükler, yanma, hava, okyanus karıştırır, kardiyovasküler akış ve endüstriyel ulaşım kontrol eder. Daha iyi modeller verimlilik ve çevresel tahminleri artırabilir.

Limitler ve açık sorular

Doğrudan tüm ölçekleri çözmek, yüksek Reynolds numarasında tartışmalı olarak pahalı hale gelir. Evrensellik duvarlar, strateji veya rotasyona yakın eksik ve ortalama modeller nadir yükler, olayları karıştırabilir ve geçişleri kaçırabilir.