Термин «турбулентность»
Обзор: Термин «турбулентность» возник при изучении движения жидкостей.
Рейтинг: 1 - количество голосов за статью Рейтинг: 5,0
Публикация: 05.05.2013, в категории "Образование"
Просмотр: эта статья прочитана 1349 раз

  Термин турбулентностьТермин «турбулентность» возник при изучении движения жидкостей. В связи с бурным развитием физики плазмы за последние годы представления о природе турбулентного состояния вещества существенно расширились. С одной стороны, турбулентные движения плазмы более многообразны, чем жидкости, что позволяет более подробно изучать природу этого явления, с другой стороны, в ряде случаев возможно проследить за процессами развития турбулентности и понять различие между собственно турбулентными движениями и переходными процессами, предшествующими развитию турбулентности.

 Было выяснено, что турбулентность развивается не только в жидкостях или плазме, но и в твердых телах. Это позволило изложить общую концепцию турбулентного состояния вещества. Поэтому термин «турбулентность» сейчас имеет значительно более широкое содержание. Попытаемся на примере жидкостей разъяснить существующие общие физические представления о природе турбулентности. Рассмотрим движение жидкости по трубе при больших скоростях (точнее, при больших числах Рейнольдса), когда движение отдельных элементов жидкости очень сложно. Величина скорости элемента жидкости в некоторой заданной точке внутри трубы может меняться сложным образом, пробегая за достаточно большие промежутки времени широкий спектр значений.

 Сложность движения отдельных элементов жидкостей не может служить основанием для того, чтобы считать такое движение турбулентным. Например, сложным может быть ламинарное движение жидкости, обтекающей сложные препятствия. Основным критерием турбулентности является невоспроизводимость результатов измерений мгновенных скоростей жидкости. Предположим, что в некоторый момент времени  открывается кран и жидкость начинает течь по трубе.

 Пусть через время  на достаточно большом удалении от крана установились средние характеристики движения. Рассмотрим точку г в области установившегося движения и проследим за изменением во времени скорости течения жидкости в этой точке. Начиная с момента получим сложную кривую. Повторим эксперимент. Откроем кран и вновь измерим скорость жидкости в той же точке через тот же промежуток Повторим этот эксперимент неоднократно. При этом или будем иметь каждый раз эту же кривую, или они будут различными, т. е. результаты эксперимента невоспроизводимы. В последнем случае можно сказать, что жидкость турбулентна, а скорость носит случайный хаотический характер.

 Выясним причину невоспроизводимости результатов описанных экспериментов. Если точно знать начальные и граничные условия для движения жидкости по трубе, то на основании уравнений, которые описывают движение жидкости, можно определить значения скорости в последующие моменты времени в любой желаемой точке внутри трубы. Однако точные начальные и граничные условия неизвестны. Известны лишь достаточно грубые средние характеристики течения, связанные с размерами трубы, с пуском жидкости в трубу и т. д.

 Существенно, что в турбулентном режиме малые изменения начальных условий приводят к большим изменениям в движении элементов жидкости. Итак, невоспроизводимость результатов вызывана тем, что при задании макроскопических параметров движения изучаемая система может иметь различные начальные условия движения. Описанная ситуация сходна с той, которая известна при рассмотрении молекулярного движения частиц, составляющих макроскопическое тело. Если известны начальные условия движения всех частиц макроскопического тела, можно предсказать их движение в дальнейшем.

 Однако постановка такой задачи практически бессмысленна, так как невозможно столь детально знать начальное состояние системы. Поэтому при заданных макроскопических параметрах системы ее молекулярное движение можно считать случайным, хаотическим. Представление, которое обычно вкладывается в понятие турбулентности, существенно отличается от понятия молекулярного движения. Говоря, например, о движении любого элемента жидкости, подразумевают движение некоторого макроскопического объема, содержащего большое число молекул.макроскопического малого объема участвуют в коллективном движении. Другими словами, гидродинамические движения жидкости соответствуют определенным коллективным степеням свободы.

 Коллективные движения макроскопических тел весьма разнообразны. Плазма обладает большим числом коллективных степеней свободы. Обобщая представления, проиллюстрированные на примере турбулентности жидкостей, можно следующим образом определить понятие турбулентности: турбулентное движение макроскопических тел представляет собой такое движение, в котором коллективные степени свободы интенсивно возбуждены и носят случайный характер.

Получить RSS Еще статьи по теме


 На главную страницу
Как Вы оцениваете эту статью?

Комментарии пользователей

Оставьте свои комментарии
Имя:
Адрес электронной почты:
Комментарии:
Insert Cancel
Полезная информация

14.10.2015
Подготовка к Вознесению. С чего начать?
Важная информация и инструменты, которые можно применять сразу сейчас! Попробуйте все, что считаете необходимым. Применяйте это в своем собственном темпе, однако, будьте последовательны и старательны, и вы почувствуете многие улучшения, такие как ментальное и эмоциональное освобождение. Статья Лизы Ренее С чего начать?

11.10.2015
Что такое Вознесение?
Это основное пособие для начинающих, в котором рассматриваются основное значение и механика «Вознесения» и обсуждаются различные симптомы, с которыми мы, как люди, можем столкнуться в процессе нашего развития. - - Статья Лизы Ренее Что такое Вознесение?

4.10.2015
Расшифровка кириллицы
Поистине, наша азбука дана нам Богом. Какой смысл несут буквы алфавита, размещенные в таблицу 7х7?

1.10.2015
Как вести себя, сталкиваясь в агрессией
Абсолютно железное правило в ситуациях, когда агрессивный человек или падшая сущность стремится вас запугать, состоит в том, чтобы всегда оставаться спокойным и сохранять хладнокровие. - Статья Лизы Ренее Как вести себя, сталкиваясь в агрессией

27.09.2015
Кого и что вы любите?
Этим летом усилилось давление новых уровней скрытой технологии управления сознанием, которая направлена на более сконцентрированные усилия военно-промышленного комплекса и включает в себя сотрудничество вооруженных сил человечества и многих группировок других измерений, управляющих секретной космонавтикой. - Статья Лизы Ренее Кого и что вы любите?

Наиболее эффективный способ охлаждения
Каждый любит в жаркий день выпить холодный напиток. Часто, чтобы его остудить, емкость с напитком ставят на лед. Действительно ли это самый эффективный способ охлаждения?

Инфракрасный пирометр – устройство и принцип работы
Современный инфракрасный пирометр измеряет силу теплового излучения, которое исходит от измеряемого объекта и лежит в интервале между длинами волн инфракрасного излучения и дневного света.




Оцените
Последние статьи

16.10.2015
История военных берцев
Берцы - вид военной обуви, который появился в 1944 году и до сих пор остаётся классикой обуви для военнослужащих по всему миру.

16.10.2015
Покупка автоподъемника – выгодное вложение денежных средств
Для проведения высотных работ покупка автоподъемника станет просто незаменимой. С его помощью можно выполнять поставленные задачи в самых труднодоступных местах, к которым добраться другим способом невозможно.

16.10.2015
Железные входные двери: критерии надежности
В настоящее время железные входные двери устанавливаются практически на каждое жилье – от квартир до частных домов.

15.10.2015
Фундамент на винтовых сваях и другие его разновидности
В основу свайного фундамента входят в качестве основных составляющих отдельные сваи. Потом их мастера перекрывают бетонными или железобетонными плитами.

15.10.2015
Лишение родительских прав отца ребенка
Когда доводится в суде, что ответчик, не имея уважительной причины, больше 6 месяцев не принимает участия в жизни малыша, не хочет выплачивать алименты и есть хоть какое-то документальное подтверждение, то тоже есть смысл говорить о возможном лишении родительских прав.

Партнёрские программы без санкций от поисковых систем
Начиная сотрудничать с какой-либо партнёрской программой, вы должны на сто процентов быть уверены, что не последуют санкции от поисковых систем и ваш сайт не потеряет позиции с посетителями.

Раскрутка сайтов
Раскрутка сайтов довольно сложный процесс и выполнять необходимо его постепенно, переходя от меньшего к большему.