Türbülans İçin Yeni Bir Dinamik Yapı Ortaya Çıktı

Bildiğiniz üzere, türbülans günlük hayatımızda engebeli uçak yolculuklarına neden olur. Hava ve iklimi etkiler, kullandığımız araçların yakıt verimliliğini sınırlar ve temiz enerji teknolojilerini etkiler. Havacılık Sözlüğü'ne göre türbülans, “atmosferin düzensiz hareketidir”.

ABD Federal Havacılık İdaresi şöyle açıklıyor:

Bilim adamları ve mühendisler, türbülanslı akışkan akışlarını tahmin etme konusunda çalışmalar yaptı. Bakalım nasıl çalışmışlar nasıl deney yapmışlar görelim birlikte.

İlginizi Çekebilir: ”Ölümsüz Denizanası”nı Ölümsüz Yapan Şeyin İpuçları Bulunuyor

Türbülans Araştırması İçin Yeni Bir 'Yol Haritası'

Georgia Institute of Technology'den fizikçiler, türbülansın, belirli bir geometri için önceden hesaplanabilen, akışkanlar dinamiğinin ana denklemlerine görece küçük bir dizi özel çözüm yardımıyla anlaşılabileceğini ve nicelleştirilebileceğini -sayısal ve deneysel olarak- gösterdiler. Roman Grigoriev, "Yaklaşık bir asırdır türbülans istatistiksel olarak rastgele bir süreç olarak tanımlanıyor" dedi. "Sonuçlarımız, uygun şekilde kısa zaman ölçeklerinde türbülans dinamiğinin deterministik olduğunu ve onu temeldeki deterministik yönetim denklemlerine bağladığını gösteren ilk deneysel örneği sağlıyor."

Bulgular, Proceedings of the National Academy of Sciences'da 19 Ağustos 2022'de yayınlandı. Araştırma ekibi: Georgia Tech Fizik Okulu'nda olan profesörler ve son iki yıldır çeşitli araştırma projelerinde işbirliği yapan Grigoriev ve Michael Schatz. Türbülanslı akışların ve aslında hemen hemen tüm özelliklerinin evrimini nicel olarak tahmin etmek oldukça zordur. Grigoriev, "Sayısal simülasyon, mevcut tek güvenilir tahmin yaklaşımıdır." "Ama çok pahalı olabilir. Araştırmamızın amacı, tahmini daha az maliyetli hale getirmekti.” diye belirtti. Araştırmacılar, bağımsız olarak dönen iki silindir arasında sınırlı olan zayıf türbülanslı bir akışa bakarak türbülansın yeni bir "yol haritası"nı oluşturdular ve bu ekibe "son etkilerin" olmaması nedeniyle deneysel gözlemleri sayısal olarak hesaplanmış akışlarla karşılaştırmanın benzersiz bir yolunu verdi. Grigoriev, "Türbülans, bir dizi yolu takip eden bir araba olarak düşünülebilir" dedi. "Belki de daha iyi bir benzetme, yalnızca belirli bir zaman çizelgesinde bir demiryolunu takip etmekle kalmayan, aynı zamanda izlediği demiryolu ile aynı şekle sahip olan bir trendir." diye ekledi.

Sonuç olarak, ekibin çalışması nicel tahminler yapma imkanı sağlıyor.