Автор admin 
Про це пише видання ScienceDaily.
Турбулентність можна спостерігати в океанських хвилях, річках або атмосфері. Вона проявляється у вигляді вихорів, які розпадаються на дедалі менші структури, поступово втрачаючи енергію.
Читайте также: Даниэль Салем Развод Причина: подробный разбор личной жизни и карьеры
З 1941 року, після робіт математика та фізика Андрія Колмогорова, вчені вважали, що в тривимірних середовищах, таких як океани та атмосфера, енергія завжди переходить від великих структур до менших. У двовимірних потоках, які виникають у тонких шарах рідини, процес відбувається навпаки.
Команда під керівництвом доцента Лея Фана вирішила перевірити, чи можна змінити цю закономірність. Для цього дослідники використали рівняння Нав’є-Стокса та математичні об’єкти, відомі як тензори, які описують напруження та деформацію в рідинах.
Учений пояснив, що розглянув перенесення енергії як механічний процес. Це дозволило дослідити, чи можна змінити його напрямок через зміну геометричних взаємозв’язків між зміщенням і силою.
У результаті дослідники встановили, що напрямок передачі енергії залежить від того, як взаємодіють тензори. За певних умов потік енергії можна перенаправити замість того, щоб він рухався за звичним сценарієм.
За словами Фана, команда змогла створити турбулентні потоки як із прямим, так і зі зворотним перенесенням енергії. Запропонована модель також працює для тривимірних систем.
Щоб перевірити свої висновки, науковці провели лабораторні експерименти з тонким шаром води, на який впливали електромагнітні сили. Горизонтальне магнітне поле створювало двовимірний потік, а спеціальна система стрижнів його збурювала. За допомогою частинок-маркерів дослідники спостерігали за рухом рідини та вимірювали його параметри.
Читайте также: Игорь Кучеренко Новая Девушка: подробности личной жизни и карьеры
Результати експериментів збіглися з комп’ютерними моделями та підтвердили правильність нової теорії.
На думку авторів роботи, відкриття може мати практичне застосування. Зокрема, невеликі фізичні бар’єри розміром до 10 метрів потенційно можуть впливати на океанічні транспортні бар’єри, які простягаються на кілометри. Це може допомогти ефективніше контролювати поширення стічних вод та інших забруднювачів уздовж узбережжя.
Також результати можуть бути корисними для мікрофлюїдних систем, де рідини рухаються каналами менш ніж 1 міліметр завширшки. Через відсутність турбулентності змішування там відбувається повільно. Новий підхід може допомогти прискорити цей процес.
Дослідники також припускають, що відкриття може покращити кліматичні моделі. Оскільки зміна клімату впливає на вітри та океанічні течії, це може змінювати перенесення енергії в турбулентних потоках. Краще розуміння цих процесів може зробити прогнози точнішими.
Автори наголошують, що потрібні додаткові дослідження. Водночас результати свідчать, що один із ключових принципів теорії турбулентності може бути значно гнучкішим, ніж вважалося раніше.
Читайте также: Лише три порції на тиждень. Картоплю фрі пов’язали з підвищеним ризиком діабету 2 типу
- І тут глобальне потепління. Учені пояснили, чому останніми роками турбулентність під час авіаперельотів відчувається сильніше
- Еволюція як мережа. Генетичний аналіз спростував теорію про єдине походження людства
- Струни виникли з нічого. Фізики випадково підтвердили одну з найсміливіших теорій всесвіту