|
Нерешенные загадки науки. Турбулентность
|
|
|
|
Слово «турбулентность» весьма не новое. Нам оно известно, как понятие, описывающее внезапную тряску во время полета на самолете. Однако турбулентность в понятийной структуре механики жидкостей – совершенно другое дело. Летная турбулентность возникает во время того, как два воздушных тела, что движутся на разных скоростях сталкиваются вместе.
|
|
|
|
Физики, однако, с трудом могут объяснить явление турбулентности в жидкостях. Математикам и вовсе снятся кошмары о ней. Если у вас сложился вопрос относительно жидкостной турбулентности, то можно ответить, что окружает она нас повсюду. Струя, которая вытекает из крана, целиком распадается на хаотичные частицы, которые отличаются от единого потока, получаемого человеком при открытии крана.
|
 |
|
Это, наверное, самый классический пример турбулентности, которая используется для объяснения явления для студентов и школьников. Распространена она и в природе, можно ее встретить также в океанических и геофизических потоках. Она чрезвычайно важна для инженеров, так как рождается между лопастями турбин, закрылками, прочими элементами. Охарактеризовать ее можно благодаря внезапным колебаниям самих переменных, вроде давления и скорости.
|
|
|
|
Хоть на тему турбулентности и было проведено огромное количество экспериментов, а количество полученных эмпирических данных и вовсе зашкаливает, ученые до сих пор не смогли сформировать хоть сколько уверенную теорию относительно того, что она собой представляет в форме жидкости, как она контролируется и что именно привносит порядок в этот хаос. Решение проблемы, помимо всего прочего, значительно усложняется из-за того, что весь комплекс уравнений, а в частности уравнения Навье-Стока, крайне трудно проанализировать. Ученые прибегают к различным упрощениям в процессе изучения этого явления, однако полная теория турбулентности все также не появилась.
|
|
|
|
Таким образом, турбулентность жидкости остается одной из наиболее важных нерешенных проблем в физике на сегодняшний день. К примеру, лауреат Нобелевской премии Ричайрд Фейнман назвал ее ее «наиболее важной нерешенной проблемой классической физики», а квантовый физик Вернер Гейзенберг, когда у него спросили о том, какие два вопроса он бы задал Богу, ответил: «Я задал бы ему два вопроса. Почему относительность? И почему турбулентность? Думаю, на первый вопрос у него точно будет ответ».
|
|
|
|
Важность изучения турбулентности породила также целое новое поколения по универсальным вычислительным методикам. Решение, хоть и приблизительное, но позволяет науке делать максимально точные прогнозы погоды, проектировать автомобили энергоэффективного типа, а также понимать максимально хорошо явления природы.
|
|
|
|
Источник
|
