Turbulencija da\u017eniausiai siejama su chaosu, ta\u010diau fizikoje \u0161is chaosas ilg\u0105 laik\u0105 tur\u0117jo, regis, nepajudinamas taisykles. Viena svarbiausi\u0173 teig\u0117, kad energijos perdavimo kryptis priklauso nuo sistemos matmen\u0173: trimat\u0117se t\u0117km\u0117se energija keliauja nuo dideli\u0173 s\u016bkuri\u0173 prie vis ma\u017eesni\u0173, kol galiausiai i\u0161sisklaido, o dvimat\u0117se t\u0117km\u0117se vyksta prie\u0161ingai \u2013 energija \u201ekyla\u201c \u012f didesnes strukt\u016bras.<\/p>\n
\u0160i intuicija, \u012ftvirtinta klasikin\u0117je teorijoje, pl\u0117totoje nuo pra\u0117jusio am\u017eiaus 5-ojo de\u0161imtme\u010dio, ilgai buvo laikoma kone skys\u010di\u0173 dinamikos pagrindais. Vis d\u0117lto nauji rezultatai rodo, kad \u0161ie pagrindai n\u0117ra tokie grie\u017eti, kaip manyta.<\/p>\n
Tyr\u0117jai suk\u016br\u0117 teorin\u012f model\u012f ir j\u012f patikrino eksperimenti\u0161kai bei skaitmenin\u0117se simuliacijose. Jiems pavyko dvimat\u0117je sistemoje i\u0161gauti vadinam\u0105j\u012f tiesiogin\u012f energijos sraut\u0105 \u2013 situacij\u0105, kai energija keliauja \u012f ma\u017eesnes skales, nors klasikinis vaizdas leist\u0173 tik\u0117tis prie\u0161ingo proceso. Tai n\u0117ra menka pataisa detal\u0117se \u2013 grei\u010diau sm\u016bgis senam \u012fsitikinimui, kad vien tik t\u0117km\u0117s matmeni\u0161kumas i\u0161 anksto nulemia energijos kaskados krypt\u012f.<\/p>\n
Turbulencija ir toliau pakl\u016bsta Navj\u0117\u2013Stokso lygtims, ta\u010diau paai\u0161k\u0117jo, kad j\u0105 galima kur kas labiau valdyti kei\u010diant s\u0105veik\u0173 geometrij\u0105, nei buvo manoma de\u0161imtme\u010dius. Papras\u010diau tariant, reik\u0161m\u0119 turi ne vien tai, kiek energijos perduodama skys\u010diui, bet ir tai, kaip tarpusavyje \u201esuderintos\u201c judesio deformacijos ir j\u012f sukelian\u010dios j\u0117gos. Pakeitus \u0161i\u0105 tarpusavio geometrij\u0105, galima pakeisti ir pa\u010dios energijos t\u0117km\u0117s krypt\u012f.<\/p>\n
Turbulencijoje svarbiausia ne pavien\u0117 banga ar vienas s\u016bkurys, o tai, kaip energija perskirstoma tarp skirting\u0173 jud\u0117jimo masteli\u0173. Didel\u0117s strukt\u016bros gali irti \u012f ma\u017eesnes, o smulk\u016bs s\u016bkuriai \u2013 jungtis \u012f didesnius darinius. \u0160is energijos \u201ejud\u0117jimas per skales\u201c i\u0161 esm\u0117s yra visos turbulencijos pasakojimo karkasas. D\u0117l to fizikai ilg\u0105 laik\u0105 laik\u0117si paprasto skirstymo: trys matmenys rei\u0161kia kaskad\u0105 \u017eemyn, du matmenys \u2013 kaskad\u0105 auk\u0161tyn.<\/p>\n
Naujasis darbas rodo, kad kryptis n\u0117ra vien \u201ematmeni\u0161kumo nuosprendis\u201c. Tyr\u0117jai energijos sraut\u0105 susiejo su tenzori\u0173, apra\u0161an\u010di\u0173 ry\u0161\u012f tarp poslinkio ir j\u0117gos sistemoje, geometrija. Nors skamba techni\u0161kai, esm\u0119 galima nusakyti papras\u010diau: svarbu, kokiu kampu ir kokia strukt\u016bra tarpusavyje dera judesio deformacija ir j\u0105 sukeliantys poveikiai. Kei\u010diant \u0161i\u0105 tarpusavio sandar\u0105, galima pakeisti net energijos srauto \u017eenkl\u0105.<\/p>\n
Ilg\u0105 laik\u0105 turbulencijos tyrimai primin\u0117 or\u0173 steb\u0117jim\u0105: galima matuoti ir statisti\u0161kai prognozuoti, ta\u010diau sunku i\u0161 ties\u0173 paveikti pat\u012f mechanizm\u0105. Dabar atsiranda prielaida, kad tinkamai suprojektavus sistem\u0105, galima ne tik steb\u0117ti, kur teka energija, bet ir daryti \u012ftak\u0105 tam, kuria kryptimi ji tek\u0117s.<\/p>\n
Kad viskas nelikt\u0173 tik eleganti\u0161ka matematika, komanda savo id\u0117j\u0105 patikrino plono elektrolito sluoksnio eksperimente, kur t\u0117km\u0117 buvo varoma elektromagneti\u0161kai. Tai buvo beveik dvimat\u0117 t\u0117km\u0117 \u2013 tokia, kurioje klasikin\u0117 teorija prognozuot\u0173 atvirk\u0161tin\u0119 energijos kaskad\u0105 (\u012f didesnes strukt\u016bras). Vis d\u0117lto tyr\u0117jai papildomai \u012freng\u0117 tiksliai orientuot\u0105 stryp\u0173 strukt\u016br\u0105, kuri specifiniu b\u016bdu trikd\u0117 sraut\u0105, o jud\u0117jim\u0105 sek\u0117 naudodami skystyje esan\u010dias \u017eymim\u0105sias daleles.<\/p>\n
Rezultatas buvo ai\u0161kus: pakeitus s\u0105veik\u0173 geometrij\u0105, sistema i\u0161 ties\u0173 gal\u0117jo pereiti \u012f re\u017eim\u0105, kuriame energija keliauja \u012f ma\u017eesnes skales. Tai svarbu, nes tokiose situacijose did\u017eiausia rizika \u2013 kad nauja koncepcija puikiai veiks teorijoje ar kompiuteriuose, bet \u201ei\u0161tirps\u201c realiame skystyje. \u0160\u012f kart\u0105 tokio neatitikimo nematyti: eksperimentai ir simuliacijos sutapo.<\/p>\n
Toks atradimas turi ir grynai intelektual\u0173 svor\u012f. Turbulencija seniai laikoma vienu sunkiausiai \u201eprisijaukinam\u0173\u201c rei\u0161kini\u0173 klasikin\u0117je fizikoje. Tod\u0117l bet koks rezultatas, kuris ne tik tiksliau j\u0105 apra\u0161o, bet ir leid\u017eia tik\u0117tis jos pagrindinio mechanizmo valdymo, nat\u016braliai sukelia didel\u012f atgars\u012f.<\/p>\n
Viena akivaizd\u017eiausi\u0173 pritaikymo sri\u010di\u0173 \u2013 pakran\u010di\u0173 srov\u0117s ir tar\u0161os perna\u0161a. Tyr\u0117jai svarsto, kad nedidel\u0117s fizin\u0117s u\u017etvaros gal\u0117t\u0173 pakeisti dideli\u0173 perna\u0161os strukt\u016br\u0173 elges\u012f taip, kad b\u016bt\u0173 galima daryti \u012ftak\u0105 nuotek\u0173 ar kit\u0173 med\u017eiag\u0173 sklaidai palei pakrantes. Kitaip tariant, neb\u016btina \u201eperprojektuoti\u201c visos j\u016bros, kad subtiliai pakeistum\u0117te, kaip energija organizuoja vandens jud\u0117jim\u0105 didesniu masteliu.<\/p>\n
Antra \u012fdomi kryptis \u2013 mikrolygis. Mikrofluidikos sistemose, kur svarbus kiekvienas la\u0161as ir kiekvienas kanalas, kurio plotis tesiekia milimetro dal\u012f, skys\u010di\u0173 mai\u0161ymas da\u017enai sud\u0117tingas, nes t\u0117km\u0117 b\u016bna pernelyg tvarkinga, o klampa slopina s\u016bkurius. Jei vis d\u0117lto \u012fmanoma sukurti savoti\u0161k\u0105 silpn\u0105 turbulencij\u0105 esant ma\u017eam Reinoldso skai\u010diui, tinkamai suderinus j\u0117gas ir poslinkius, atsivert\u0173 kelias efektyvesniam reagent\u0173 mai\u0161ymui. Tokiose sistemose mai\u0161ymo kokyb\u0117 gali lemti labai daug \u2013 nuo diagnostikos iki vaist\u0173 gamybos.<\/p>\n
Galiausiai tai aktualu ir klimatui bei okeanografijai. \u010cia kalbama ne apie pa\u017ead\u0105, kad vienas naujas modelis i\u0161spr\u0119s vis\u0173 klimato prognozi\u0173 problemas, o apie realesn\u012f tiksl\u0105: geriau suprasti, kada ir kod\u0117l energija atmosferoje ar vandenynuose elgiasi ne taip, kaip teigia supaprastintas vaizdas. O sistemose, kuriose itin svarbi impulso, \u0161ilumos ir ter\u0161al\u0173 perna\u0161a, net nedidelis mechanizmo supratimo pager\u0117jimas gali tur\u0117ti didel\u0119 reik\u0161m\u0119.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Turbulencija da\u017eniausiai siejama su chaosu, ta\u010diau fizikoje \u0161is chaosas ilg\u0105 laik\u0105 tur\u0117jo, regis, nepajudinamas taisykles. Viena svarbiausi\u0173 teig\u0117, kad energijos perdavimo kryptis priklauso nuo sistemos matmen\u0173: trimat\u0117se t\u0117km\u0117se energija keliauja nuo dideli\u0173 s\u016bkuri\u0173 prie vis ma\u017eesni\u0173, kol galiausiai i\u0161sisklaido, o dvimat\u0117se t\u0117km\u0117se vyksta prie\u0161ingai \u2013 energija \u201ekyla\u201c \u012f didesnes strukt\u016bras. \u0160i intuicija, \u012ftvirtinta klasikin\u0117je teorijoje, […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":2264,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[10],"tags":[],"miestas":[],"class_list":["post-2263","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mokslas"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2263","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2263"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2263\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2264"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2263"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2263"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2263"},{"taxonomy":"miestas","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/miestas?post=2263"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}