تفاوت بین جریان ناپایدار یا ناپایدار یک سیال و جریان آشفته یک سیال چیست؟


پاسخ 1:

سوال خوب شرح زیر توضیحی است که به صورت ساده در مورد یک موضوع بسیار پیچیده و پیچیده ارائه شده است. و موردی که ارزش مطالعه دقیق تر دارد

هنگام صحبت از انواع جریان ، دینامیک سیال معمولاً به رژیمهای جریان اشاره می شود. یک رژیم جریان را می توان به عنوان نوعی جریان جهانی تصور کرد که دارای ویژگی های عمومی و توضیحات ریاضی در کلیه تجسم های خاص است. دو رژیم جریان رایج جریان چند لایه و جریان آشفته است. به طور کلی ، جریانهای چند لایه صاف و یکنواخت به نظر می رسند ، در حالی که جریانهای آشفته به نظر می رسد ناپیوسته ، چرخشی ، و نه دوره ای.

برخی از اولین مطالعات علمی در مورد تفاوت ها و علل این دو نوع جریان توسط اوزبورن رینولدز در اواخر قرن نوزدهم انجام شد و در مقاله خود با عنوان "درباره نظریه پویا مایعات چسبناک غیر قابل فشار و" تعیین ملاک "به اوج رسید.

مطالعات و مطالعات قبلی وی توسط جورج استوك تعریف عددی بی بعد را ارائه داده است كه بسیار موفقیت آمیز با اینكه آیا یك جریان چند لایه یا آشفتگی است ارتباط دارد.

از طریق این و مطالعات دیگر مشخص شد که جریان ها ، که تا حدودی با مقادیر کم رینولدز تعریف می شوند ، جریان های چند لایه را نشان می دهند ، در حالی که جریان ها ، که توسط مقادیر بالای رینولد تعریف می شدند ، رفتار آشفته ای را نشان می دادند. نمونه ای از این وابستگی را می توان در شکل زیر برای جریان در یک سیلندر دو بعدی مشاهده کرد.

از طریق Phyiscs.info

قبل از اینکه ببینیم در این منطقه خاکستری بین جریان چند لایه و آشفتگی ، که معمولاً از آن به عنوان یک گذر چند لایه-آشفتگی یاد می شود ، اتفاق می افتد ، باید بطور رسمی "جریان ناپایدار" را تعریف کنیم. جریان ناپایدار ، هر جریان است که وابستگی زمانی داشته باشد. از نظر ریاضی ، جریانهای ناپایدار جریانهایی هستند که در آنها معادله جزئی از میدان سرعت با توجه به زمان در معادلات ناویر-استوکس غیر صفر است:

برای جریانهای چند لایه ، این مشتق صفر است و جریان پایدار است.

برای یک مثال خاص جریان ، انتقال از لمینار به جریان آشفته می تواند در طیف گسترده ای از اعداد رینولدز رخ دهد ، اما ما نمونه سیلندر دو بعدی را برای سادگی حفظ خواهیم کرد. در مقادیر رینولدز بین 100 تا 1000 مشاهده می کنیم که در رفتار جریان تغییرات ایجاد می شود. ابتدا جریان از سیلندر جدا می شود و گردابها در طرف پایین دست استوانه ایجاد می شوند. با افزایش تعداد رینولدز ، این گردابها از هم جدا می شوند و حالت پریودی دوره ای را ایجاد می کنند که به خیابان گرداب کرمان معروف است (شکل زیر را ببینید).

درباره Cesareo de La Rosa Siqueira

همانطور که خواننده می بیند ، این جریان آشکارا ناپایدار است زیرا به مرور زمان دوره ای است ، اما آشفتگی هم ندارد. چنین جریان تناوبی یک مرحله اغلب مشاهده شده در انتقال از لایه ای به جریان آشفته ، یک فرایند بسیار پیچیده است که در حال حاضر کاملاً درک نشده است. بدیهی است که جریانهای انتقال ، همانطور که در اینجا شرح داده شده ، دارای مراحل مشخصه ای هستند و احتمالاً نتیجه عدم ثبات معادلات ناویر-استوکس و رفتار آنها به عنوان یک سیستم پر هرج و مرج ، غیرخطی ، پویا است. مشخص است که حتی سیستم های ساده پویا نیز از یک حالت پایدار به یک رفتار ناپایدار که به طرز چشمگیری یادآور رفتار انتقال واقعی جریان سیال است ، گذر می کنند ، با این کار اثر دیوید روئل و فلوریس تاکنز مشهورترین تلاش ، چنین توصیفی ریاضی از مسیر آشوب آور است. برای پیدا کردن تلاطم


پاسخ 2:

یک مثال را در نظر بگیرید: در یک لوله دایره ای جریان پیدا کنید. بیایید عنصر x سرعت (u) را در نقطه P مشاهده کنیم

جریان ناپایدار (همانطور که از نام خود پیداست) جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر می کند. و جریان ثابت جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر نمی کند.

جریان چند لایه می تواند مداوم باشد (شکل A) یا ناپیوسته (شکل B).

به طور دقیق ، جریان آشفته همیشه ذاتاً ناپایدار است (شکل C) ، زیرا منجر به نوسانات تصادفی ، نامنظم و سریع در خاصیت جریان سیال به مرور زمان به دلیل اختلالات اینرسی می شود.

با این حال ، جریانهای آشفته می توانند به عنوان جریانهای آشفته آماری با ثبات برخورد شوند (فقط به معنای آماری ، زیرا میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر نمی کند) و جریانهای آشفته ناپایدار آماری (میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر می کند) ، شکل را ببینید. تصادفی و ناپیوسته است ، میانگین جریان می تواند مداوم یا ناپیوسته باشد.

به طور خلاصه ، یک جریان آشفته ذاتاً یک جریان ناپایدار است ، اما از نظر آماری می توان آن را ثابت یا ناپایدار درمان کرد.

امیدوارم این کمک کند!


پاسخ 3:

یک مثال را در نظر بگیرید: در یک لوله دایره ای جریان پیدا کنید. بیایید عنصر x سرعت (u) را در نقطه P مشاهده کنیم

جریان ناپایدار (همانطور که از نام خود پیداست) جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر می کند. و جریان ثابت جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر نمی کند.

جریان چند لایه می تواند مداوم باشد (شکل A) یا ناپیوسته (شکل B).

به طور دقیق ، جریان آشفته همیشه ذاتاً ناپایدار است (شکل C) ، زیرا منجر به نوسانات تصادفی ، نامنظم و سریع در خاصیت جریان سیال به مرور زمان به دلیل اختلالات اینرسی می شود.

با این حال ، جریانهای آشفته می توانند به عنوان جریانهای آشفته آماری با ثبات برخورد شوند (فقط به معنای آماری ، زیرا میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر نمی کند) و جریانهای آشفته ناپایدار آماری (میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر می کند) ، شکل را ببینید. تصادفی و ناپیوسته است ، میانگین جریان می تواند مداوم یا ناپیوسته باشد.

به طور خلاصه ، یک جریان آشفته ذاتاً یک جریان ناپایدار است ، اما از نظر آماری می توان آن را ثابت یا ناپایدار درمان کرد.

امیدوارم این کمک کند!


پاسخ 4:

یک مثال را در نظر بگیرید: در یک لوله دایره ای جریان پیدا کنید. بیایید عنصر x سرعت (u) را در نقطه P مشاهده کنیم

جریان ناپایدار (همانطور که از نام خود پیداست) جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر می کند. و جریان ثابت جریان است که خصوصیات آن با گذشت زمان تغییر نمی کند.

جریان چند لایه می تواند مداوم باشد (شکل A) یا ناپیوسته (شکل B).

به طور دقیق ، جریان آشفته همیشه ذاتاً ناپایدار است (شکل C) ، زیرا منجر به نوسانات تصادفی ، نامنظم و سریع در خاصیت جریان سیال به مرور زمان به دلیل اختلالات اینرسی می شود.

با این حال ، جریانهای آشفته می توانند به عنوان جریانهای آشفته آماری با ثبات برخورد شوند (فقط به معنای آماری ، زیرا میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر نمی کند) و جریانهای آشفته ناپایدار آماری (میانگین خاصیت جریان با گذشت زمان تغییر می کند) ، شکل را ببینید. تصادفی و ناپیوسته است ، میانگین جریان می تواند مداوم یا ناپیوسته باشد.

به طور خلاصه ، یک جریان آشفته ذاتاً یک جریان ناپایدار است ، اما از نظر آماری می توان آن را ثابت یا ناپایدار درمان کرد.

امیدوارم این کمک کند!