¿Cuáles son algunos entendimientos recientes de turbulencia?

Answer 1

¿Pertenece a la turbulencia de los aviones o la turbulencia en general? Al igual que Sabarish Vadarevu, también tengo el dilema de si la respuesta es útil o relevante para su pregunta o no.

Sin embargo, daré la respuesta a las recientes interpretaciones teóricas de la turbulencia en general .

La comprensión “ teórica ” temprana estaba bajo un marco estadístico que era mayormente ciego a la conceptualización de los detalles de la estructura de turbulencia, aunque se dispone de evidencias experimentales para varias estructuras turbulentas (en flujos de corte limitados por la pared, capas de corte libres turbulentas, etc.).

Luego, el determinismo se hizo cargo del trabajo sobre la teoría de la bifurcación, atractores extraños, fractales y teoría del grupo de re-normalización, etc., que son desarrollos recientes en la comprensión “teórica” ​​de la turbulencia.

Answer 2

La pregunta está etiquetada con Viajes aéreos y Aviones, y no Mecánica de fluidos, por lo que no estoy seguro de si mi respuesta será útil. Estudio la turbulencia de la pared en flujos simples, como capas de límite de placa plana y flujos en tuberías y canales. Mencionaré un par de cosas que hemos aprendido sobre la turbulencia de la pared en las últimas décadas. Estoy escribiendo esto de memoria, por lo que algunos de los detalles pueden ser un poco inexactos.

Ciclo autosuficiente cerca de la pared

Ahora sabemos qué sucede exactamente cerca de la pared. Se ha observado un proceso autosostenible que implica rayas y vórtices de flujo continuo, cuyas inestabilidades se alimentan entre sí. Con el tiempo, su crecimiento no lineal conduce a vórtices de horquilla que se hacen cada vez más grandes. Lo interesante es que estos ciclos ocurren en celdas de cierto tamaño (dependiendo del número de Reynolds); y en un flujo turbulento, muchos de estos ciclos ocurren cerca de la pared y se distribuyen estocásticamente a través de la superficie. Las interacciones del ciclo cercano a la pared con las turbulencias alejadas de la pared todavía están en progreso.

Dinámica de turbulencia en términos de soluciones exactas de NSE

Los experimentos y DNS han progresado lo suficiente como para obtener datos resueltos temporal y espacialmente. Estos datos se reducen para construir un modelo de turbulencia. Sin embargo, la turbulencia es un fenómeno no lineal, y nuestras técnicas de reducción de modelos (como la descomposición ortogonal adecuada y la descomposición en modo dinámico) son lineales.

En las últimas décadas, se han realizado muchas investigaciones para calcular soluciones exactas de las ecuaciones de Navier-Stokes y tratar de aproximar las turbulencias con estas soluciones. Este enfoque ha sido bastante exitoso, pero pasará un tiempo antes de que podamos expresar definitivamente la turbulencia en términos de estas soluciones, o para usar este enfoque en aplicaciones prácticas.

Answer 3

He realizado mi estudio sobre geometría de turbulencia durante los últimos 10 años. Mi comprensión del caos y la investigación de turbulencias progresa hasta ahora:

• Patrones muy complicados;
• Cálculos muy complicados;
• Muy poca precisión.

Mi última comprensión se resume ahora en mi trabajo sobre trigonometría y caos: ¿qué geometría sigue la naturaleza? ¿Es superior la geometría euclidiana? Funciona súper rápido, pero puede proporcionar un movimiento caótico / turbulento similar a lo que realmente sucede en la naturaleza a gran escala, por ejemplo, la tierra o el ciberespacio . Por lo tanto, es más aplicable, además de tener una gama más amplia de aplicaciones, que la dinámica de fluidos.

¿Por qué es tan importante la teoría de la turbulencia y qué la convierte en uno, si no el problema más difícil de resolver, tanto en física como en matemáticas?