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新方程有助于解散湍流的行为

对于大多数人来说,湍流是喷气机乘客在空气中崎,,震撼人心的震动。但是对科学家而言,湍流是气或液体的混乱流动,当前卷曲的部分卷曲成不规则,较小,紧密的涡流。

这是一个非常普遍的现象,可以影响天气条件,极大地改变污染物的运动,抑制车辆的速度或在化学混合和燃烧发动机执行的方式中发挥作用。然而,这种现象很难理解,科学家无法轻易预测动荡的流动方式。

在解决这个问题时,研究人员在约翰·霍普金斯大学已经发现了一个新的数学公式,该公式可以导致更精确的计算机模型描述湍流。查尔斯·梅尼维(Charles Meneveau)机械工程学教授和该系的博士生Yi Li在10月14日发表的《物理评论快报》上发表的一篇论文中揭示了该公式,称为“前三角韦”方程式。

梅内维(Meneveau)也是约翰·霍普金斯(Johns Hopkins)的环境和应用流体力学中心主任梅内维(Meneveau)说:“这个方程式为我们提供了数学快捷方式,以描述称为间歇性的复杂特征。”

“它仅解决了整体湍流难题的一部分,但这是非常重要的一部分。”

间歇性是指突然,非常集中的移动流体速度变化。如果将流体的速度绘制在图上,这些变化看起来像是尖锐的下降或悬崖,而不是光滑,柔和的斜率。据说这些急剧变化是间歇性的,因为它们很少发生在动荡的流动中,但是当它们这样做时,它们可能会非常猛烈。这种特征尤其很难包括在计算机模型中,因为在数值上表示它需要大量的计算和猛mm的计算能力。

梅尼维说:“从概念上讲,我们可以做到。”“但这是不切实际的。”

Meneveau和Li通过跟踪两个颗粒的湍流移动,像两个气球一样,通过滚动的气流移动,设计了一个快捷方式欧洲杯猜球平台。最终的方程式为他们提供了一种工具来通过仅解决此简单方程而不必求解复杂的湍流计算机模型来预测间歇性。

梅内维说:“最终,我们认为这将帮助研究人员组建更精确的模型,这些模型可用于预测天气模式,水体内的运动,甚至可以在内部燃烧引擎内发生的一些动荡事件。”“天体物理学家也对此感兴趣,因为例如,星际空间中的磁场表现出类似湍流的间歇性特征。”

他和他的学生一直在约翰·霍普金斯(Johns Hopkins)的霍姆伍德(Homewood)校园的一条风洞中进行自己的动荡和间歇性测量。风洞实验使他们能够收集数据以提供更好的计算机模型的想法,并帮助他们验证这些模型的预测与现实世界的结果相匹配。

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