זרימה טורבולנטית


כל מה שרצית לדעת על זרימה טורבולנטית:
במכניקת הזורמים, זרימה טורבולנטית (זרימה עירבולית) היא זרימת נוזל באופן לא מסודר וסטוכסטי.
על כן ניתן לחשב את התנהגותה הממוצעת לאורך הזרימה בלבד, ואף קשה להסיק על נתוני הזרימה בנקודה כלשהי לפי נקודה סמוכה.
רוב הזרימות הטבעיות והתעשייתיות, כגון זרימה באטמוספירה, באוקיינוסים, במכוניות ובמטוסים, הן טורבולנטיות בשלמותן או במקצתן.
בזרימה טורבולנטית ניתן לראות כי פרמטרים מרכזיים של הזרימה, כגון מהירות ולחץ תונדים בצורה אקראית, כתוצאה מכך יש לזרימה מגוון רחב של זמנים ומרחקים אופייניים.
תמונה מניסוי של NASA המדגימה מערבולות קצה כנף (חלק מתופעת wake turbulence)זרימה טורבולנטית מאופיינת בשלוש תכונות מרכזיות:אי סדר בזרימהערבוב יעיל של זורם חדש שנכנסערבוליות תלת ממדיתזרימה "מסודרת", שאינה טורבולנטית, נקראת זרימה למינרית.
זרימה טורבולנטית נגרמת על ידי עודפים של אנרגיה קינטית בחלקים של הזרימה, אשר גוברים על האפקט המרסן של צמיגות הזורם.
מסיבה זו קל יותר לייצר טורבולנציה בזורמים בעלי צמיגות נמוכה מאשר בזורמים בעלי צמיגות גבוהה במיוחד.
במילים אחרות, החל ממהירות מסוימת, מערכת הזרימה הופכת רגישה במיוחד להפרעות זעירות בזרימה (כמו בכל מערכת כאוטית), והטורבולנציה צומחת באופן מורכב מתוך הבדלים קטנים במהירות וכיוון הזרימה המקומי, זאת שכן הצמיגות האופיינית שלה אינה מסוגלת לרסן את ההפרעות הקטנות ולהחזיק את המערכת במצב היציב של זרימה למינרית סדורה.
כדי לנבא אם תתפתח בזרימה מסוימת זרימה למינרית או טורבולנטית, מקובל להסתכל על מספר ריינולדס.
מספר ריינולדס מראה האם הזרימה תגביר הפרעות (במספרי ריינולדס גבוהים) ואז תיווצר זרימה טורבולנטית.
כך, בזרימה בצינור מקובל להגיד שיש מעבר לזרימה טורבולנטית במספר ריינולדס של כ-2000.
עם זאת, ניתן לדחות התפתחות טורבולנציה על ידי הפחתת ההפרעות (לדוגמה על ידי שינוי צורת הכניסה של הזורם למערכת).
חתן פרס נובל ריצ'רד פיינמן תיאר זרימה טורבולנטית בתור "הבעיה הלא פתורה החשובה ביותר של הפיזיקה הקלאסית.
" כמו כן, לפי אגדת אורבנית, כאשר ורנר הייזנברג נשאל מה הוא היה שואל את אלוהים לו ניתנה לו ההזדמנות, הוא ענה: "כאשר אפגוש את אלוהים, אשאל אותו שתי שאלות: למה יחסות? ולמה טורבולנציה? ואני באמת חושב שתהיה לו תשובה לראשון.
"
נלקח מויקיפדיה

הגדרות נוספות הקשורות לזרימה טורבולנטית:
ויקיפדיה: עריכה – מדעי הטבע
ויקיפדיה: עריכה – מדע וטכנולוגיה
מכניקת הזורמים
הנדסת מכונות
הנדסה אווירונאוטית