Kas yra turbulentinis srautas?

Srautas – tai tolygus arba nenutrūkstamas skysčio judėjimas vamzdžiu, per aerodinaminį paviršių ar atviroje vietoje, kaip atvirame ore ar jūroje. Šis judėjimo tipas patenka į vieną iš trijų bendrųjų kategorijų: laminarinis srautas, turbulentinis srautas arba pereinamasis srautas. Superkompiuteriai ir speciali programinė įranga yra būtini svarstant sudėtingus matematinius tokio srauto elgesio modelius.

Laminarinis srautas per vamzdį gali būti vizualizuojamas kaip labai plonų sluoksnių serija – skysčio cilindrai – nuo vamzdžio vidinio paviršiaus iki jo centro. Laminariniam srautui palankios savybės yra lygi vamzdžio sienelė ir didelis skysčio klampumas. Išorinis skysčio sluoksnis prilimpa prie vamzdžio. Kiti sluoksniai slysta vienas kito viduje šiek tiek didėjančiu greičiu, artėjant prie centro. Laminarinis srautas yra vidutiniškai nuspėjamas ir tvarkingas.

Turbulentinis srautas yra tėkmė sumaištyje – tėkmė pilna su sūkuriais ir sūkuriais. Žodis „turbulencija“ reiškia maišymo veiksmą, padidinantį arba išlaikantį vienodą skysčio sudėtį visame vamzdžio turinyje. Turbulentinį srautą skatina grubus vamzdžio vidus ir mažo klampumo skysčiai. Tai taip pat skatina didėjantis skysčių tankis. Vienas turbulentinės srovės pavyzdžių yra kraujo tekėjimas per arterijas.

Pereinamasis srautas yra tarp pirmųjų dviejų tipų. Jis sujungia laminarinį srautą palei vidinį vamzdžio kraštą su turbulentiniu srautu žemyn viduryje. Specialių maišytuvų inžinieriai projektuoja sparnuotės, kurios įveda pereinamąjį srautą labai klampiuose skysčiuose, kurie paprastai pasižymi laminariniu srautu. Tai taupo maišymo laiką ir pinigus.

Turbulentinis srautas yra nepaprastai svarbus aviacijai dviem būdais. Aplinkinio oro turbulencijos, kurią sukelia oro sistemos, dizaineris nekontroliuoja. Kitas yra turbulencija, kurią sukelia pats orlaivis, ypač jo sparnai. Tokio tipo valdoma turbulencija kyla iš sparnų ir gali būti suskirstyta į bangos turbulenciją ir oro sparno turbulenciją.

Pabudimo turbulencija yra srautas, kurį sukuria orlaivio sparnų galai, ir jis dažnai būna apskrito oro modelio, statmeno skrydžio krypčiai, pavidalu. Ant sparno paviršiaus susidaro turbulencija, kuri sukelia orlaivio pasipriešinimą ir keliamosios galios praradimą. Metodai, kaip sumažinti bangavimo ir aerodinaminio sparno turbulenciją, yra daugelio teorijų ir projektavimo objektas.