Несиметричність по часу в турбулентному потоці

Процес турбулентності несиметричний (необоротний) у часі, т. к. енергія перекачується від турбулентних пульсацій більшого масштабу до пульсацій меншого масштабу. В Інституті динаміки і самоорганізації Суспільства ним. М. Планка (Німеччина) виконано експеримент, в якому простежено кінематика цієї асиметрії для окремих елементів рідини.

За допомогою обертових лопатей в посудині створювалося турбулентний рух, і з допомогою високошвидкісних відеокамер відстежувалася положення у воді полістиролів мікросфер, які служили маркерами течії. Було підтверджено теоретичне передбачення, за яким різниця середніх квадратів відстаней між частинками турбулентного потоку вперед і назад по часу на малих інтервалах часу позитивна (тобто, при зверненні часу ця різниця зростає швидше) і збільшується як ⟨ R2(-t)⟩-⟨ R2(t)⟩ ∼ t3. Ще більш чіткі дані про асиметрії отримані для сукупностей з чотирьох частинок, в початковий момент утворюють правильний тетраедр. Різниця проміжних власних значень тензора деформації тетраедра зростає лінійно з часу ⟨g2(t)-g2(-t)⟩ ∼ t. Третя і перша ступеня t в зазначених залежностях відображають факт асиметрії турбулентного потоку щодо обігу часу t → -t. Джерело: Phys. Rev. Lett. 113 054501 (2014)

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *