BRATISLAVA. Turbulencia je neusporiadané, vírivé prúdenie plynov či kvapaliny po nepravidelných dráhach s nepravidelnou rýchlosťou.
Jednoduchá charakteristika známeho fenoménu, s ktorým sa ľudia stretávajú napríklad v lietadlách. Vedcov však turbulencia trápi možno viac ako cestujúcich.
Vypúšťajú nový meteosatelit, lietadlá už nevletia do turbulencií Čítajte Rovnice na vypočítanie fyziky tekutín sú ťažké a aj zjednodušené simulácie predstavovali pre superpočítače zaťažkávaciu skúšku.
Španielskym inžinierom sa však teraz podarilo pochopiť, ako sa energia pohybuje v turbulentných tekutinách.
Matematikom z rôznych krajín sa zároveň podarilo zistiť, ako turbulencia pomáha pri rozptýlení energie tekutín, čo vedie k zastaveniu prúdenia.
Štúdiu publikovali v magazíne Science.
Prenos ako pri štafetovom behu
Prejavy turbulencie pritom pozorujeme v bežných situáciách: v rýchlom prúdení riek, dyme z komínov či cigariet alebo v cirkulácii atmosféry.
Už v 40. rokoch minulého storočia ruský matematik Andrej Kolmogorov formuloval teóriu, podľa ktorej sa turbulencie tvoria v kaskádach. Väčšie víry sa rozdelia na menšie, a tie zase na ešte menšie.
Teória naznačuje, že energia sa z väčších vírov neprenáša do väčších vzdialeností, ale na menšie víry v okolí, podobne ako kolík pri štafetovom behu.
Teóriu ruského matematika teraz potvrdil inžinier José Cardes a jeho kolegovia z Polytechnickej univezity v Madride.
Podarilo sa im po prvýkrát nasimulovať prechod kinetickej energie z väčších na menšie víry. Ich simulácia dokázala ukázať prechod energie z metrového víru na menšie víry až do veľkosti dvanásť centimetrov.
Výskum môže pomôcť aj klimatológom
Cardesa si myslí, že porozumenie tomuto fenoménu pomôže aj pri predvídaní toku energie napríklad aerodynamického ťahu.
Výskumníci hovoria, že tento kaskádovitý efekt môže vysvetliť, prečo aj tekutiny s nízkym vnútorným trením dokážu premeniť svoju energiu na teplo a spomaliť svoj pohyb.
Keď sa objaví turbulencia, energia sa rozšíri do malých vírov, čím sa naopak zvýši trenie medzi vrstvami tekutiny a energia sa premení na teplo.
Lepšie porozumenie turbulencií a dôsledkom, ktoré má prenos energie, môže pomôcť astrofyzikom pri porozumení plynutia plynov v galaxiách či klimatológom, ktorí skúmajú prúdenie tepla v oceánskych prúdoch.
