Turbulencia

Turbulencia egy repülőgép szárnya közelében

A turbulencia vagy turbulens áramlás egy fontos fizikai fogalom az áramlástanban. A turbulens áramlás egy olyan áramlási tartomány, amikor az áramló közeg fizikai jellemzői (például a nyomás, a sebesség) gyorsan, kaotikusan változnak. Ellentéte a lamináris áramlás.

Jellemző paramétere

A turbulenciának nincsen olyan elméleti pontos leírása, amely egyértelműen meghatározná, mikortól turbulens egy áramlás, azonban a Reynolds-szám mégis egy olyan mennyiség, melynek nagy értékeinél már biztosan elmondható, hogy egy áramlás turbulens. Ugyanakkor a kis Reynolds-számú áramlások biztosan lamináris áramlások. Példaként említhetjük a csőben zajló áramlásokat, melyeknél a 4000-es Reynolds-számú áramlások turbulensek, míg a 2300 Reynolds-szám alatti értékű áramlások laminárisak. A Reynolds-szám egy dimenziómentes mennyiség amely az áramlás sebességének és egy jellemző hosszmennyiségnek (pl. csőátmérő) szorzatának és a folyadék viszkozitásának az aránya.

Az örvények megjelenése

A turbulens áramlások egyik látványos megnyilvánulása az, hogy bennük örvények jelennek meg. Az örvények különböző méretűek lehetnek és egymással is kölcsönhatásban változnak. A turbulens mozgás energiájának nagy részét a nagy méretű örvény-alakzatok és áramlási egységek hordozzák. Az energia azonban továbbadódik az egyre kisebb méretű örvényeknek s így az örvényeknek egy hierarchiája van jelen a turbulens áramlásban. Mindennek matematikai leírását a Kolmogorov-féle skálatörvény adja.

Irodalom

• Budó Á. (1981): Kísérleti fizika I. Tankönyvkiadó, Budapest
• Lajos T. (1992): Az áramlástan alapjai. Budapesti Műszaki Egyetem (Áramlástan Tanszék jegyzete), Budapest
• Pattantyús Á. G. (1959): Gyakorlati áramlástan. Egyetemi tankönyv. Tankönyvkiadó, Budapest
• Weidinger T. és Tasnádi P. (szerk.) (2007): Klasszikus dinamikus meteorológiai példatár I., Eötvös Kiadó, Budapest

Források

• BME szélcsatorna-kísérletek Archiválva 2010. május 25-i dátummal a Wayback Machine-ben