Problém s nimi mali aj superpočítače. Odhalili tajomstvá turbulencií

Španielski inžinieri potvrdili teóriu ruského matematika zo 40. rokov minulého storočia.

Ilustračná fotografia.(Zdroj: WIKIMEDIA CC)

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.

Prečítajte si tiež: Vypúšťajú nový meteosatelit, lietadlá už nevletia do turbulencií

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.

Článok pokračuje pod video reklamou

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.

DOI: 10.1126/science.aan7933

Na spracúvanie osobných údajov sa vzťahujú Zásady ochrany osobných údajov a Pravidlá používania cookies. Pred zadaním e-mailovej adresy sa, prosím, dôkladne oboznámte s týmito dokumentmi.

Najčítanejšie na SME Tech

Inzercia - Tlačové správy

  1. Infografika: Slováci minuli na Pohode historicky najviac peňazí
  2. OMV robí dovolenku pre vodičov oddychom
  3. S kreditkou začína pohodová dovolenka už na letisku
  4. Zmrzlina v Mekáči má u nás kratšiu záruku ako v Rakúsku. Prečo?
  5. Aká je ideálna vlhkosť a teplota v byte? Výskum hovorí jasne
  6. Veríte brusniciam pri zápaloch močových ciest? Nemusia stačiť
  7. Dobrú chuť: Letné šaláty a bizarné praktiky food fotografie
  8. Vyberiete si radšej romantický Paríž alebo slnečné Nice?
  9. O asistovanej reprodukcii sa šíri množstvo zavádzajúcich tvrdení
  10. Pivovar Šariš rozdá tisíce eur, o časti peňazí rozhodnú ľudia
  1. GoPass-dovolenka, ktorá sa oplatí
  2. OMV robí dovolenku pre vodičov oddychom
  3. OMV robí dovolenku pre vodičov oddychom
  4. S kreditkou začína pohodová dovolenka už na letisku
  5. Zmrzlina v Mekáči má u nás kratšiu záruku ako v Rakúsku. Prečo?
  6. Dubravské Čerešne majú sladké prekvapenie pre najrýchlejších!
  7. Aká je ideálna vlhkosť a teplota v byte? Výskum hovorí jasne
  8. Veríte brusniciam pri zápaloch močových ciest? Nemusia stačiť
  9. Infografika: Slováci minuli na Pohode historicky najviac peňazí
  10. Vyberiete si radšej romantický Paríž alebo slnečné Nice?
  1. Aká je ideálna vlhkosť a teplota v byte? Výskum hovorí jasne 26 836
  2. Infografika: Slováci minuli na Pohode historicky najviac peňazí 19 496
  3. Zmrzlina v Mekáči má u nás kratšiu záruku ako v Rakúsku. Prečo? 18 381
  4. Dobrú chuť: Letné šaláty a bizarné praktiky food fotografie 13 202
  5. Vyberiete si radšej romantický Paríž alebo slnečné Nice? 9 323
  6. O asistovanej reprodukcii sa šíri množstvo zavádzajúcich tvrdení 3 932
  7. Veríte brusniciam pri zápaloch močových ciest? Nemusia stačiť 3 334
  8. Pivovar Šariš rozdá tisíce eur, o časti peňazí rozhodnú ľudia 3 199
  9. Ulovte si last minute dovolenku so zľavou do 70% 2 899
  10. Dubravské Čerešne majú sladké prekvapenie pre najrýchlejších! 2 008