От х:

Днес в x:

3 °C

Тенденцията за появата на ред от хаоса е скрита в най-фундаменталните уравнения на механиката на флуидите

Докато редът често преминава в хаос, понякога е вярно обратното. Турбулентният флуид, например, има склонност спонтанно да образува подреден модел - паралелни ивици.

Въпреки че физиците са наблюдавали вече това явление експериментално, едва сега могат да обяснят защо това се случва с помощта на уравнения за фундаментална динамика на флуидите, което ги прави стъпка по-близо до разбирането защо частиците се държат по този начин. 

В лабораторията, когато течност се постави между две успоредни плочи, които се движат в противоположни посоки една от друга, нейният поток става турбулентен. Но след известно време турбуленцията започва да се изглажда в райе. Резултатът е повтарящи се гладки и турбулентни линии, протичащи под ъгъл към потока (представете си леките вълни при вятър в реката).

"Получавате структура и ясен ред от хаотичното движение на турбуленцията", казва старшият автор Тобиас Шнидер, асистент в инженерното училище на Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана. Това „странно и много неясно“ поведение "очарова учените от дълго, дълго време“.

Физикът Ричард Файнман прогнозира, че обяснението трябва да се крие във фундаменталните уравнения на динамиката на флуидите, наречени уравнения на Навие-Стокс.

Но тези уравнения са много трудни за решаване и анализиране, казва Шнайдер на Live Science. Дали уравненията на Навие-Стокс имат гладко решение във всяка точка на 3D флуид, е задача, за която има награда 1 милион долара (Millennium Prize problems)

Така до този момент никой не знаеше как уравненията предсказват това образуване на подредени ивици. Шнидер и неговият екип използват комбинация от методи, включително компютърни симулации и теоретични изчисления, за да намерят набор от "много специални решения" за тези уравнения, които математически описват всяка стъпка от прехода от хаос към ред.

"Поведението, което наблюдаваме, не е мистериозна физика", каза Шнидер. "По някакъв начин е скрито в стандартните уравнения, които описват флуидния поток."

Този модел е важен за разбиране, защото показва как турбулентния и спокойният (ламинарният) поток, се конкурират помежду си за определяне на крайното състояние. Когато се появи този модел, турбулентните и ламинарните потоци са еднакви по сила без нито един да надделее.

Но този модел не се наблюдава в естествени системи кавато е турбуленцията във въздуха. Шнайдер отбелязва, че подобен модел би бил „доста лош“ за самолет, защото би трябвало да лети през последователност от неравномерни турбулентни и нетурбулентни линии.

По-скоро основната цел на този експеримент е да се разбере фундаменталната физика на флуидите в контролирана среда, казва той. Само чрез разбиране на много простите движения на течности можем да започнем да разбираме по-сложните системи на турбуленция, които съществуват навсякъде около нас, от въздушния поток около самолетите до вътрешността на тръбопроводите, пояснява той.

Изследователите са публикували своите открития в Nature Communications.

Коментари в сайта

Хороскоп за 19.02.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Успявате по забележителен начин да балансирате между професионалния и личния си живот. Никой по-добре от вас не умее да комбинира всичко така, че да е удобно на всеки. Естествено водещо е собственото ви желание, но вие чаровно прикривате този факт.
19 фев 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Ще се отличавате с повишената си социална активност, оставайки на втори план личните ангажименти. Имате воля и ще се справите, независимо от трудностите. Предстояща среща ще подобри очакванията ви във връзка с предстоящ проект. Развитията ще бъдат във ваша полза и ще ви подтикнат към конкретни действия.
19 фев 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Добре е делата си днес да ги приключите в рамките на деня. Градивните ви усилия ще поддържат активността и формата ви, правейки ви по-организирани. В личния си живот ще постигнете разбиране със себе си и ще се съобразите с развитието на дълго очакваните промени. Най-хубавото е, че ще ви направят щастливи.
19 фев 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Малко хора ще са в състояние да разгадаят настроението ви днес. Работите усърдно, но емоциите доминират над всичко останало и със сигурност ви пречат, особено когато от вас се изисква да бъдете съсредоточени. Опитайте се да им противостоите.
19 фев 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Служебната работа ви отегчава и напрежението скоро ще ви създаде главоболия. Вземете мерки и не се колебайте да направите нещо за себе си. Запознайте се с методите на релаксация, чрез тях ще подобрите тонуса си. Мислете позитивно и се вслушвайте в мнения, различни от вашите.
19 фев 2020

Хороскоп за Дева

Дева
С добри нагласи сте за предстоящите дни и това се отразява на работата ви по проектите, които подготвяте. Самоконтрола, който си налагате ще ви помогне да се справите по-лесно с изкушенията и повиши психическата ви устойчивост. Насърчете човека до вас открито да говори за чувствата си, това ще заздрави връзката ви или поне ще ви ориентира за тях.
19 фев 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Ще размишлявате върху развитието на делата си от последните дни и ще търсите причините за една или друга неудача. Приемете, че има и външни фактори, които не можете да промените, така, че гледайте по-ведро на случващото се. Открийте уроците за себе си и се старайте да ги усвоявате своевременно.
19 фев 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Възможно е днес да възникнат проблеми и да променят временно плановете ви за почивка. При финансови операции не поемайте рискове. Доброто ви чувство за хумор ще ви извади от една неловка ситуация с човек, към когото имате по-специално отношение. Близо сте до желания резултат.
19 фев 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ще ви се отдава да възприемате добре нови знания и да ги прилагате на практика почти веднага. Движението ще ви се отрази добре, ще ви избави от нежелани мисли и с повече вяра в себе си ще успявате в начинанията си. Не грешите в преценките си за другите, за това и по-рядко ви се случва да сте от губещата страна.
19 фев 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Ще се радвате на добри развития в личните си дела. Промяната ще ускори процесите и скоро ще се поздравите с придобивки от различен характер. Дайте шанс на човека, който търси път към вас и му позволете да ви запознае с намеренията си, които повярвайте, са добронамерени.
19 фев 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Не всичко, което предвиждате днес ще се случи, но в по-голямата си част ще следвате начертания план. Доверието, с което се отнасяте към някого или нещо, ще ви спечели нови приятели. В добра кондиция и форма на духа сте, и с повече лекота ще вземате решенията си. Готови сте за придобивки от нематериален характер.
19 фев 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Ако ви липсват внимание и грижи, не бързайте да се засягате. Помислете къде имате пропуски, защото е сигурно, че не сте изрядни. Дайте си сметка за собствените си постъпки и променете отношението си към онези, които неоснователно сте наранили. Духовни прозрения ще ви подтикнат към промени.
19 фев 2020
Последни новини