Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / «Никто не знал, что это вообще возможно»: физики создали замкнутый шар турбулентности
07.01.2024

«Никто не знал, что это вообще возможно»: физики создали замкнутый шар турбулентности

Оценка: 0.0    1358 0 Наука и Технологии
09:00

Турбулентность - явление, присутствующее в различных аспектах нашей повседневной жизни, - уже давно является предметом восхищения и загадок для ученых. Турбулентность встречается повсюду - от завихрений в нашем утреннем кофе до сложных потоков воздуха вокруг крыла самолета. Однако понять ее поведение и правила возникновения оказалось непростой задачей для физиков.

Традиционно ученые предпочитают изучать явления в отрыве от внешних факторов. Но когда речь заходит о турбулентности, такой подход оказывается несостоятельным. Подобно размешиванию жидкости в чашке, ложка становится неотъемлемой частью процесса, влияя на поведение жидкости. Выделение турбулентности в качестве независимой переменной до сих пор не удавалось.

Группа исследователей из Чикагского университета совершила революционное открытие, создав в резервуаре с водой сдерживаемый шар турбулентности. Используя кольцо струй, они смогли продуть петли до тех пор, пока не образовался изолированный "шар" турбулентности, который сохранился.

"Для нас это было неожиданностью", - сказал физик Такуми Мацузава, первый автор исследования, опубликованного в журнале Nature Physics. "Это все равно, что спокойно сидеть в поле с пикником и наблюдать за бурей, бушующей в 50 футах от тебя", - добавил профессор Уильям Ирвин (William Irvine), автор-корреспондент исследования.

Это открытие открывает новые возможности для изучения и понимания турбулентности". По словам Ирвина, турбулентность часто считается одним из самых больших открытых вопросов в физике. Хотя ученые добились прогресса в описании идеализированных состояний турбулентности без мешающих переменных, реальная турбулентность остается сложной задачей.

"Турбулентность проявляется повсюду вокруг нас, но она продолжает ускользать от того, что физики считают удовлетворительным описанием", - пояснил Ирвин. "Например, если вы спросите, могу ли я предсказать, что произойдет дальше, если я ткну пальцем в эту область турбулентности? Ответ - нет. Даже с помощью суперкомпьютера не реально".

Одним из основных препятствий в изучении турбулентности было наличие в экспериментах мешающих переменных. Прежние методы предполагали создание турбулентности путем пускания быстрой струи воды через трубу или перемешивания весла в резервуаре с водой. Однако при этом турбулентность всегда взаимодействовала со стенками емкости и мешалкой, что влияло на результаты.

Группа ученых проводила эксперименты с резервуарами с водой, создавая вихревые кольца, похожие на кольца дыма, но в воде. Когда они пытались объединить эти кольца для создания турбулентности, энергия часто отскакивала от них, а затем рассеивалась.

Однако они наткнулись на особую конфигурацию, которая привела к прорыву. Используя коробку с восемью углами, в каждом из которых находился генератор вихревых колец, они обнаружили, что многократный запуск колец, сходящихся в центре, приводит к образованию замкнутого шара турбулентности, удаляющегося от стенок резервуара.

Этот инновационный метод позволяет ученым изучать турбулентность в более контролируемой и изолированной среде, свободной от внешних воздействий. Наблюдая за турбулентностью с помощью лазеров и высокоскоростных камер, исследователи получают ценные сведения о ее поведении и динамике.

Цитаты ученых по теме:

- "Ее часто называют одним из самых больших открытых вопросов в физике". - Профессор Уильям Ирвин
- "Турбулентность проявляется повсюду вокруг нас, но она все еще ускользает от того, что физики считают удовлетворительным описанием". - Профессор Уильям Ирвайн

- "Этот прорыв в создании сдерживаемой турбулентности открывает новые возможности для изучения и понимания этого сложного явления. Он позволяет исследовать турбулентность в более контролируемой среде, что может привести к значительным достижениям в различных областях". - Доктор Сара Томпсон, эксперт по гидродинамике


 


Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Существует ли время на самом деле или это устойчивая иллюзия?
читал такую хрень типо существо 5 или 4 измерения где нет времени создало 3 мерный мир где есть врем (от andreykt)
Гигантский НЛО со свисающими щупальцами завис у военной базы США и исчез: "Знают только Бог и правительство"
нло - современный космический корабль с ядерным холодным синтезом на антигравах - нет
нло - г (от andreykt)

Два квазара, существовавшие всего через 900 миллионов лет после Большого взрыва, не должны были успеть так вырасти — но они выросли
Цитата "Однако неправильно рассуждать о строении Вселенной на бытовом уровне используя бытов (от AntiK)
Пентагон обдумывает размещение группировки военных спутников вокруг Луны
Те силы (не земные), которые находятся на Луне, спустят их на грешную Землю (от Samc175)