آشفتگی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از آشفتگی (فیزیک))
پرش به: ناوبری، جستجو
جریان آشفته در مقابل یک مانع

در دینامیک سیالات، آشفتگی (به انگلیسی: turbulence) یا جریان آشفته (به انگلیسی: turbulent flow) به نوعی رژیم جریان اطلاق می‌شود که مشخصه‌ی آن تغییرات تصادفی و آشوبناک خصوصیات سیال است. با این وجود اغلب ادعا می‌شود که تعریف دقیقی برای آشفتگی وجود ندارد[۱]، و بسیاری از محققان از تعاریف ارائه شده در گذشته استفاده می‌کنند. یکی از بهترین تعاریف توسط فون کارمن ارائه شده است: آشفتگی حرکت نامنظمی است که عموماً زمانی که سیالات از روی سطوح جامد عبور می‌کنند و یا حتی هنگامی که جریان‌هایی از یک نوع سیال در مجاورت هم قرار گرفته و یا از روی یکدیگر عبور می‌کنند، دیده می‌شود[۲]. برای بدست آوردن این مقدار از واحدی به نام عدد رینولدز که پارامتری بدون بعد است استفاده می‌شود و جریان‌های بیشتر از ۲۳۰۰ واحد عدد رینولز با توجه به اغتشاشات محیط شاید جریان‌های آشفته[۳] می‌شود[۴] رفتار یک سیال آشفته مانند رفتار دینامیک آشوبناک است.

بیان توضیحی نظری برای آشفتگی یکی از قدیمی ترین مسائل حل نشده ی فیزیک است.[۵] ریچارد فاینمن از این مسئله به عنوان مهم ترین مسئله حل نشده فیزیک کلاسیک یاد کرده است.[۶]

یکی از تفاوت‌های جریان‌های آشفته با آرام در نوع حرکت ذرات است که هرچه آشفتگی بیشتر باشد حرکت ذرات بی‌نظم‌تر خواهد بود. این تفاوت اولین بار توسط ازبورن رینولز و از طریق پرتاب جوهر با سرعت‌های متفاوت در یک محفظه آب انجام شد و نتیجه حاکی از آن بود که هرچه سرعت جوهر بیشتر باشد حرکت جوهر در آب شکل بی‌نظم‌تری می‌گیرد.[۷]

وجود آشفتگی با عدد بی‌بعد رینولدز تعیین می‌شود:[۸]

 \mathrm{Re} = {{\rho {\bold \mathrm V} D} \over {\mu}} = {{{\bold \mathrm V} D} \over {\nu}} = {{{\bold \mathrm Q} D} \over {\nu}A}

که در آن:

چاله هوایی[ویرایش]

چاله هوایی یا توربولانس به جریان هوای قوی به سمت پایین در هنگام پرواز هواپیما می‌گویند. هنگامی که هواپیما با چاله هوایی برخورد کند دچار تکانهای شدید می‌شود از این رو اصطلاحا آن را چاله هوایی گویند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منایع[ویرایش]

  1. A. Tsinober. An Informal Introduction to Turbulence. . Kluwer Academic Publishers، 2001. 
  2. T. von K´arm´an. Some remarks on the statistical theory of turbulence. . Proc.5th Int. Congr. Appl. Mech., Cambridge, MA، 1938. 
  3. که جریان درهم(کتاب مکانیک سیالات نوشته شیمز)، متلاطم(فیزیک جلد دو نوشته هالیدی و رزنیک)یا مغشوش(مکانیک سیالات نوشته‌ای. راتاکریشنان) نیز ترجمه شده‌است.
  4. مکانیک سیالات نوشته‌ای. راتاکریشنان ترجمه محسن جهان میری
  5. http://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/open_questions.html
  6. http://www.usatoday.com/tech/science/columnist/vergano/2006-09-10-turbulence_x.htm
  7. مکانیک سیالات نوشته اروین شیمز ترجمه علیرضا انتظاری نشر نورپردازان صفحه ۳۱۳
  8. فیزیک پایه جلد دو، سیالات حرارت و امواج نوشته فرانک جی بلت ترجمه محمد خرمی انتشارت فاطمی صفحه ۳۵۷
  • Falkovich, Gregory and Sreenivasan, Katepalli R. Lessons from hydrodynamic turbulence, Physics Today, vol. 59, no. 4, pages 43-49 (April 2006).[۱]
  • U. Frisch. Turbulence: The Legacy of A. N. Kolmogorov. Cambridge University Press, 1995.[۲]
  • T. Bohr, M.H. Jensen, G. Paladin and A.Vulpiani. Dynamical Systems Approach to Turbulence, Cambridge University Press, 1998.[۳]

پیوند به بیرون[ویرایش]