آشفتگی

جریان آشفته در مقابل یک مانع

در مکانیک سیالات آشفتگی(به انگلیسی: turbulence)‏(که اغتشاش یا تلاطم نیز ترجمه شده) یا جریان آشفته(به انگلیسی: turbulent flow)‏نوعی پارامتر برای بیان میزان بی‌نظمی جریان یک سیال است. برای بدست آوردن این مقدار از واحدی به نام عدد رینولز که پارامتری بدون بعد است استفاده می‌شود و جریان‌های بیشتر از ۲۳۰۰ واحد عدد رینولز با توجه به اغتشاشات محیط شاید جریان‌های آشفته می‌شود رفتار یک سیال آشفته مانند رفتار دینامیک آشوبناک است.

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

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.

وجود آشفتگی با عدد بی‌بعد رینولدز تعیین می‌شود:

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

که در آن:

• ${\bold \mathrm V}$سرعت سیال است)
• ${D}$قطر محل عبور ()
• ${\mu}$گرانروی (Pa • s or N • s/m²)یا
• ${\nu}$گرانروی سینماتیکی ($\nu = \mu /$ρ) (m²/s)
• ${\rho}$ چگالی سیال است
• ${Q}$دبی حجمی(m³/s)
• ${A}$مساحت سطح عبور (m²)

چاله هوایی

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

• نظریه آشوب
• مکانیک سیالات
• معادله ناویه استوکز
• قانون برنولی
• عدد رینولز
• ازبورن رینولز

منایع

• 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

• Center for Turbulence Research, دانشگاه استنفورد
• Scientific American article
• Air Turbulence Forecast
• international CFD database iCFDdatabase
• Turbulent flow in a pipe در یوتیوب