Động lực học chất lỏng: sự khác biệt giữa dòng chảy hỗn loạn và dòng chảy hỗn loạn là gì?


Câu trả lời 1:

Để tránh nhầm lẫn, cần lưu ý rằng một số nhà toán học và vật lý học, trưởng trong số họ J. C. Sprott, đã đặt ra thuật ngữ "dòng chảy hỗn loạn" liên quan đến bất kỳ phương trình nào thể hiện hành vi hỗn loạn, tức là, phản ứng của hệ thống hiển thị sự phụ thuộc nhạy cảm vào các điều kiện ban đầu. Các nhà động lực học chất lỏng đã lưu ý rằng nhiều trường hợp trộn chất lỏng thể hiện hành vi fractal, một dấu hiệu hỗn loạn và đã đặt ra cụm từ "hỗn hợp hỗn loạn" để chỉ các dòng chảy như vậy.

Với những điểm tương đồng được thấy giữa các dòng chất lỏng thực sự chuyển từ hệ thống hỗn hợp sang hệ thống hỗn loạn và động lực chuyển đổi giữa trạng thái ổn định và hấp dẫn lạ, việc các lý thuyết hiện đại liên quan đến nhiễu loạn đến lý thuyết hỗn loạn xuất hiện là điều tự nhiên, đáng chú ý nhất là David Roulle và Floris Takens . Bạn có thể tìm thấy câu trả lời cho sự khác biệt giữa dòng chảy không ổn định hoặc không ổn định của dòng chất lỏng và dòng chảy rối của chất lỏng là gì? chi tiết hơn trong cuộc thảo luận về vấn đề này.

Theo sự hiểu biết tốt nhất của tôi, tất cả các trường hợp được gọi là "hỗn hợp hỗn loạn" là các ví dụ về chế độ dòng chảy hài hòa, không điều hòa hoặc bán định kỳ tồn tại trong chế độ chuyển tiếp hỗn loạn của dòng chảy. Do đó, họ sẽ không thể hiện hành vi thống kê giống như dòng chảy hỗn loạn thực sự thống kê.


Câu trả lời 2:

Trong nhiều ứng dụng, người ta muốn tối đa hóa tốc độ trộn của chất lỏng. Trong cài đặt đơn giản nhất, điều này có nghĩa là chúng tôi muốn giảm càng nhiều càng tốt thời gian khuếch tán phân tử để đồng nhất hóa sự phân bố không đồng nhất ban đầu của một chất đánh dấu vô hướng. Nếu không có sự tiến bộ, việc tự khuếch tán phân tử phải mất một thời gian rất dài để đạt được sự đồng nhất, ngay cả trong các thùng chứa khá nhỏ. Vì vậy, chúng tôi sử dụng sự tiến bộ để đẩy nhanh quá trình này.

Cách cổ điển và nổi tiếng hơn để làm như vậy là thông qua nhiễu loạn: bằng cách áp dụng số Reynold cao trong luồng 3D, chúng ta kích hoạt sự hình thành năng lượng Kolmogorov, theo đó năng lượng chảy từ quy mô lớn đến nhỏ. Dòng năng lượng này được nhân đôi bởi một tầng tương ứng trong bất kỳ trường vô hướng nào được tiến hành cùng với dòng chảy, có sự phân phối phát triển trong quá trình này các cấu trúc quy mô nhỏ, sau đó được đồng nhất hóa nhanh chóng bằng khuếch tán phân tử. Do đó, từ quan điểm pha trộn, sự nhiễu loạn như vậy là một cách để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ một cách nhanh chóng trong sự phân bố không gian của các trường được đề xuất, dẫn đến việc chúng được làm mịn bằng khuếch tán

Sự tiến bộ hỗn loạn (Aref, 1984) là một cách khác nhau để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ trong phân bố không gian của các trường được đề xuất, bằng cách sử dụng thuộc tính kéo dài và gấp của dòng chảy hỗn loạn. Động lực hỗn loạn nhanh chóng phát triển bất kỳ phân phối ban đầu trơn tru thành một mô hình phức tạp của các sợi hoặc tấm, tùy thuộc vào kích thước của hệ thống, có xu hướng nhanh theo cấp số nhân theo mô hình hình học với cấu trúc fractal. Do sự kéo dài, quy mô chiều dài của các cấu trúc theo hướng hợp đồng giảm nhanh theo cấp số nhân và khi chúng trở nên đủ nhỏ, chúng được làm nhẵn bằng cách khuếch tán. Đây là một hiệu ứng động học hoàn toàn, không cần số Reynold cao và tồn tại ngay cả trong các luồng 2D Stokes phụ thuộc vào thời gian.

Sự tiến bộ hỗn loạn do đó có thể được định nghĩa là việc tạo ra các quy mô nhỏ trong một dòng chảy bởi động lực hỗn loạn của nó. Pha trộn bởi sự tiến bộ hỗn loạn có những ưu điểm so với nhiễu loạn mà nó không đòi hỏi năng lượng đầu vào lớn hơn cần thiết để duy trì dòng thác Kolmogorov mà hỗn hợp hỗn loạn thực hiện, và nó có thể được thiết lập trong các tình huống, như microfluidics, trong đó số Reynold cao là không phải là một lựa chọn.

Số Reynold là gì?


Câu trả lời 3:

Trong nhiều ứng dụng, người ta muốn tối đa hóa tốc độ trộn của chất lỏng. Trong cài đặt đơn giản nhất, điều này có nghĩa là chúng tôi muốn giảm càng nhiều càng tốt thời gian khuếch tán phân tử để đồng nhất hóa sự phân bố không đồng nhất ban đầu của một chất đánh dấu vô hướng. Nếu không có sự tiến bộ, việc tự khuếch tán phân tử phải mất một thời gian rất dài để đạt được sự đồng nhất, ngay cả trong các thùng chứa khá nhỏ. Vì vậy, chúng tôi sử dụng sự tiến bộ để đẩy nhanh quá trình này.

Cách cổ điển và nổi tiếng hơn để làm như vậy là thông qua nhiễu loạn: bằng cách áp dụng số Reynold cao trong luồng 3D, chúng ta kích hoạt sự hình thành năng lượng Kolmogorov, theo đó năng lượng chảy từ quy mô lớn đến nhỏ. Dòng năng lượng này được nhân đôi bởi một tầng tương ứng trong bất kỳ trường vô hướng nào được tiến hành cùng với dòng chảy, có sự phân phối phát triển trong quá trình này các cấu trúc quy mô nhỏ, sau đó được đồng nhất hóa nhanh chóng bằng khuếch tán phân tử. Do đó, từ quan điểm pha trộn, sự nhiễu loạn như vậy là một cách để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ một cách nhanh chóng trong sự phân bố không gian của các trường được đề xuất, dẫn đến việc chúng được làm mịn bằng khuếch tán

Sự tiến bộ hỗn loạn (Aref, 1984) là một cách khác nhau để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ trong phân bố không gian của các trường được đề xuất, bằng cách sử dụng thuộc tính kéo dài và gấp của dòng chảy hỗn loạn. Động lực hỗn loạn nhanh chóng phát triển bất kỳ phân phối ban đầu trơn tru thành một mô hình phức tạp của các sợi hoặc tấm, tùy thuộc vào kích thước của hệ thống, có xu hướng nhanh theo cấp số nhân theo mô hình hình học với cấu trúc fractal. Do sự kéo dài, quy mô chiều dài của các cấu trúc theo hướng hợp đồng giảm nhanh theo cấp số nhân và khi chúng trở nên đủ nhỏ, chúng được làm nhẵn bằng cách khuếch tán. Đây là một hiệu ứng động học hoàn toàn, không cần số Reynold cao và tồn tại ngay cả trong các luồng 2D Stokes phụ thuộc vào thời gian.

Sự tiến bộ hỗn loạn do đó có thể được định nghĩa là việc tạo ra các quy mô nhỏ trong một dòng chảy bởi động lực hỗn loạn của nó. Pha trộn bởi sự tiến bộ hỗn loạn có những ưu điểm so với nhiễu loạn mà nó không đòi hỏi năng lượng đầu vào lớn hơn cần thiết để duy trì dòng thác Kolmogorov mà hỗn hợp hỗn loạn thực hiện, và nó có thể được thiết lập trong các tình huống, như microfluidics, trong đó số Reynold cao là không phải là một lựa chọn.

Số Reynold là gì?


Câu trả lời 4:

Trong nhiều ứng dụng, người ta muốn tối đa hóa tốc độ trộn của chất lỏng. Trong cài đặt đơn giản nhất, điều này có nghĩa là chúng tôi muốn giảm càng nhiều càng tốt thời gian khuếch tán phân tử để đồng nhất hóa sự phân bố không đồng nhất ban đầu của một chất đánh dấu vô hướng. Nếu không có sự tiến bộ, việc tự khuếch tán phân tử phải mất một thời gian rất dài để đạt được sự đồng nhất, ngay cả trong các thùng chứa khá nhỏ. Vì vậy, chúng tôi sử dụng sự tiến bộ để đẩy nhanh quá trình này.

Cách cổ điển và nổi tiếng hơn để làm như vậy là thông qua nhiễu loạn: bằng cách áp dụng số Reynold cao trong luồng 3D, chúng ta kích hoạt sự hình thành năng lượng Kolmogorov, theo đó năng lượng chảy từ quy mô lớn đến nhỏ. Dòng năng lượng này được nhân đôi bởi một tầng tương ứng trong bất kỳ trường vô hướng nào được tiến hành cùng với dòng chảy, có sự phân phối phát triển trong quá trình này các cấu trúc quy mô nhỏ, sau đó được đồng nhất hóa nhanh chóng bằng khuếch tán phân tử. Do đó, từ quan điểm pha trộn, sự nhiễu loạn như vậy là một cách để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ một cách nhanh chóng trong sự phân bố không gian của các trường được đề xuất, dẫn đến việc chúng được làm mịn bằng khuếch tán

Sự tiến bộ hỗn loạn (Aref, 1984) là một cách khác nhau để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ trong phân bố không gian của các trường được đề xuất, bằng cách sử dụng thuộc tính kéo dài và gấp của dòng chảy hỗn loạn. Động lực hỗn loạn nhanh chóng phát triển bất kỳ phân phối ban đầu trơn tru thành một mô hình phức tạp của các sợi hoặc tấm, tùy thuộc vào kích thước của hệ thống, có xu hướng nhanh theo cấp số nhân theo mô hình hình học với cấu trúc fractal. Do sự kéo dài, quy mô chiều dài của các cấu trúc theo hướng hợp đồng giảm nhanh theo cấp số nhân và khi chúng trở nên đủ nhỏ, chúng được làm nhẵn bằng cách khuếch tán. Đây là một hiệu ứng động học hoàn toàn, không cần số Reynold cao và tồn tại ngay cả trong các luồng 2D Stokes phụ thuộc vào thời gian.

Sự tiến bộ hỗn loạn do đó có thể được định nghĩa là việc tạo ra các quy mô nhỏ trong một dòng chảy bởi động lực hỗn loạn của nó. Pha trộn bởi sự tiến bộ hỗn loạn có những ưu điểm so với nhiễu loạn mà nó không đòi hỏi năng lượng đầu vào lớn hơn cần thiết để duy trì dòng thác Kolmogorov mà hỗn hợp hỗn loạn thực hiện, và nó có thể được thiết lập trong các tình huống, như microfluidics, trong đó số Reynold cao là không phải là một lựa chọn.

Số Reynold là gì?


Câu trả lời 5:

Trong nhiều ứng dụng, người ta muốn tối đa hóa tốc độ trộn của chất lỏng. Trong cài đặt đơn giản nhất, điều này có nghĩa là chúng tôi muốn giảm càng nhiều càng tốt thời gian khuếch tán phân tử để đồng nhất hóa sự phân bố không đồng nhất ban đầu của một chất đánh dấu vô hướng. Nếu không có sự tiến bộ, việc tự khuếch tán phân tử phải mất một thời gian rất dài để đạt được sự đồng nhất, ngay cả trong các thùng chứa khá nhỏ. Vì vậy, chúng tôi sử dụng sự tiến bộ để đẩy nhanh quá trình này.

Cách cổ điển và nổi tiếng hơn để làm như vậy là thông qua nhiễu loạn: bằng cách áp dụng số Reynold cao trong luồng 3D, chúng ta kích hoạt sự hình thành năng lượng Kolmogorov, theo đó năng lượng chảy từ quy mô lớn đến nhỏ. Dòng năng lượng này được nhân đôi bởi một tầng tương ứng trong bất kỳ trường vô hướng nào được tiến hành cùng với dòng chảy, có sự phân phối phát triển trong quá trình này các cấu trúc quy mô nhỏ, sau đó được đồng nhất hóa nhanh chóng bằng khuếch tán phân tử. Do đó, từ quan điểm pha trộn, sự nhiễu loạn như vậy là một cách để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ một cách nhanh chóng trong sự phân bố không gian của các trường được đề xuất, dẫn đến việc chúng được làm mịn bằng khuếch tán

Sự tiến bộ hỗn loạn (Aref, 1984) là một cách khác nhau để tạo ra các cấu trúc quy mô nhỏ trong phân bố không gian của các trường được đề xuất, bằng cách sử dụng thuộc tính kéo dài và gấp của dòng chảy hỗn loạn. Động lực hỗn loạn nhanh chóng phát triển bất kỳ phân phối ban đầu trơn tru thành một mô hình phức tạp của các sợi hoặc tấm, tùy thuộc vào kích thước của hệ thống, có xu hướng nhanh theo cấp số nhân theo mô hình hình học với cấu trúc fractal. Do sự kéo dài, quy mô chiều dài của các cấu trúc theo hướng hợp đồng giảm nhanh theo cấp số nhân và khi chúng trở nên đủ nhỏ, chúng được làm nhẵn bằng cách khuếch tán. Đây là một hiệu ứng động học hoàn toàn, không cần số Reynold cao và tồn tại ngay cả trong các luồng 2D Stokes phụ thuộc vào thời gian.

Sự tiến bộ hỗn loạn do đó có thể được định nghĩa là việc tạo ra các quy mô nhỏ trong một dòng chảy bởi động lực hỗn loạn của nó. Pha trộn bởi sự tiến bộ hỗn loạn có những ưu điểm so với nhiễu loạn mà nó không đòi hỏi năng lượng đầu vào lớn hơn cần thiết để duy trì dòng thác Kolmogorov mà hỗn hợp hỗn loạn thực hiện, và nó có thể được thiết lập trong các tình huống, như microfluidics, trong đó số Reynold cao là không phải là một lựa chọn.

Số Reynold là gì?