Apakah perbezaan di antara aliran bendalir dan turbulen bendalir yang tidak mantap atau tidak mantap?


Jawapan 1:

Soalan besar. Penerangan di bawah adalah penjelasan yang diakui mudah dari subjek yang rumit dan rumit; dan yang cukup bermanfaat untuk belajar lebih mendalam.

Apabila bercakap mengenai jenis aliran, dinamik dinamik cenderung merujuk kepada aliran aliran. Kita boleh memikirkan rejim aliran sebagai jenis aliran yang sejagat, berkongsi sifat umum dan penerangan matematik merentas semua perwujudan tertentu. Kedua aliran aliran yang paling biasa ialah aliran laminar dan aliran bergelora. Secara umumnya, aliran laminar kelihatan mantap dan licin manakala aliran bergelombang kelihatan tidak mantap, berpusing dan tidak berkala.

Beberapa penyiasatan saintifik yang pertama mengenai perbezaan antara, dan sebab-sebab, kedua-dua jenis aliran tersebut, diketuai oleh Osborne Reynolds pada akhir tahun 1800-an, memuncak dalam risalahnya mengenai subjek, "Mengenai teori dinamik cecair likat yang tidak dapat dikompresikan dan penentuan kriteria ".

Dari kajiannya, dan kajian terdahulu dari George Stokes, datangnya takrif nombor tak berdimensi yang telah berjaya dikaitkan dengan sama ada aliran adalah laminar atau bergolak, angka Reynolds yang menyatakan nisbah rintangan inersia terhadap rintangan likat untuk cairan yang mengalir .

Melalui kajian-kajian ini dan lain-lain yang mengikuti, ia menjadi mantap bahawa aliran yang ditakrifkan sebahagiannya oleh aliran Reinolds # yang dipamerkan aliran laminar sementara aliran yang ditakrifkan oleh tingkah laku bergelora Reynolds '# yang dipamerkan. Satu contoh kebergantungan ini dapat dilihat dalam gambar di bawah untuk mengalir melalui silinder dua dimensi.

melalui Phyiscs.info

Sebelum kita masuk ke apa yang berlaku di kawasan kelabu antara aliran laminar dan bergelora, biasanya dirujuk sebagai peralihan laminar-bergolak, kita harus secara rasmi menentukan "aliran tidak mantap". Aliran yang tidak mantap adalah sebarang aliran yang memperlihatkan pergantungan masa. Bercakap secara matematik, aliran tidak mantap adalah di mana derivatif separa halaju medan berkenaan dengan masa dalam persamaan Navier-Stokes ditunjukkan di bawah tidak sama dengan sifar:

Untuk aliran laminar, derivatif ini bersamaan dengan sifar dan alirannya stabil.

Untuk mana-mana contoh aliran tertentu, peralihan dari laminar ke aliran bergelora boleh berlaku merentasi pelbagai nombor Reynolds, tetapi kita akan tetap dengan contoh silinder 2 dimensi untuk kemudahan. Pada Reynolds '#s antara 100 dan 1000 kita mula melihat perubahan dalam tingkah laku aliran. Pertama, aliran memisahkan dari silinder yang mencipta eddies yang bersirkulasi di bahagian hilir silinder. Apabila Reynolds '# terus meningkat, eddies ini menjadi terpisah dan membentuk keadaan aliran berkala yang dikenali sebagai jalan vorteks von Karman, digambarkan di bawah.

Melalui Cesareo de La Rosa Siqueira

Seperti yang dapat dilihat pembaca, aliran ini jelas tidak mantap, kerana ia adalah berkala dalam masa, namun ia tidak terganggu sama ada. Aliran berkala sedemikian adalah satu langkah yang sering dilihat dalam peralihan dari laminar ke aliran bergelora, satu proses yang sangat rumit yang pada masa ini tidak difahami sepenuhnya. Apa yang jelas, adalah aliran peralihan berkongsi tahap ciri, seperti yang dijelaskan di sini, dan kebanyakannya mungkin hasil ketidakstabilan persamaan Navier-Stokes dan perilaku mereka sebagai sistem yang kacau, tidak linear, dinamik. Walaupun sistem dinamik mudah diketahui dengan baik menjalani peralihan dari masa ke masa dengan tingkah laku yang tidak mantap mengingatkan tingkah laku peralihan aliran cecair sebenar, dengan karya David Ruelle dan Floris Takens menjadi usaha yang paling terkenal menjadi penerangan matematik seperti laluan yang huru-hara pergolakan.


Jawapan 2:

Pertimbangkan satu contoh: Aliran dalam paip bulat. Marilah kita memantau komponen x halaju (u) pada titik P (katakan)

Aliran yang tidak mantap (seperti nama itu sendiri mencadangkan) ialah aliran yang sifatnya berubah-ubah waktu w.r.t. Dan aliran mantap adalah aliran yang sifatnya tidak berubah w.r.t waktu.

aliran laminar boleh sama ada stabil (Rajah A) atau tidak stabil (Rajah B)

Secara tegas, arus bergelora sentiasa wujud tidak stabil (Rajah C) kerana ia melibatkan variasi pesat yang tidak teratur dengan cepat dari sifat-sifat aliran bendalir w.r.t, disebabkan oleh daya gangguan inersia.

Tetapi aliran bergelora boleh, bagaimanapun, diperlakukan sebagai aliran turbulen yang stabil secara statistik (hanya dalam segi statistik, bahawa ciri aliran min tidak berubah mengikut masa) dan aliran turbulen yang tidak stabil (ciri-ciri aliran bermakna berbeza-beza dari masa ke masa), sila lihat angka Di bawah. Walaupun aliran bergelora secara rambang dan tidak stabil, aliran purata boleh menjadi mantap atau tidak mantap.

Sebagai kesimpulan, aliran bergelora adalah aliran yang tidak mantap walau bagaimanapun dalam segi statistik ia boleh dirawat sama ada mantap atau tidak mantap.

Harap ini membantu !!!


Jawapan 3:

Pertimbangkan satu contoh: Aliran dalam paip bulat. Marilah kita memantau komponen x halaju (u) pada titik P (katakan)

Aliran yang tidak mantap (seperti nama itu sendiri mencadangkan) ialah aliran yang sifatnya berubah-ubah waktu w.r.t. Dan aliran mantap adalah aliran yang sifatnya tidak berubah w.r.t waktu.

aliran laminar boleh sama ada stabil (Rajah A) atau tidak stabil (Rajah B)

Secara tegas, arus bergelora sentiasa wujud tidak stabil (Rajah C) kerana ia melibatkan variasi pesat yang tidak teratur dengan cepat dari sifat-sifat aliran bendalir w.r.t, disebabkan oleh daya gangguan inersia.

Tetapi aliran bergelora boleh, bagaimanapun, diperlakukan sebagai aliran turbulen yang stabil secara statistik (hanya dalam segi statistik, bahawa ciri aliran min tidak berubah mengikut masa) dan aliran turbulen yang tidak stabil (ciri-ciri aliran bermakna berbeza-beza dari masa ke masa), sila lihat angka Di bawah. Walaupun aliran bergelora secara rambang dan tidak stabil, aliran purata boleh menjadi mantap atau tidak mantap.

Sebagai kesimpulan, aliran bergelora adalah aliran yang tidak mantap walau bagaimanapun dalam segi statistik ia boleh dirawat sama ada mantap atau tidak mantap.

Harap ini membantu !!!


Jawapan 4:

Pertimbangkan satu contoh: Aliran dalam paip bulat. Marilah kita memantau komponen x halaju (u) pada titik P (katakan)

Aliran yang tidak mantap (seperti nama itu sendiri mencadangkan) ialah aliran yang sifatnya berubah-ubah waktu w.r.t. Dan aliran mantap adalah aliran yang sifatnya tidak berubah w.r.t waktu.

aliran laminar boleh sama ada stabil (Rajah A) atau tidak stabil (Rajah B)

Secara tegas, arus bergelora sentiasa wujud tidak stabil (Rajah C) kerana ia melibatkan variasi pesat yang tidak teratur dengan cepat dari sifat-sifat aliran bendalir w.r.t, disebabkan oleh daya gangguan inersia.

Tetapi aliran bergelora boleh, bagaimanapun, diperlakukan sebagai aliran turbulen yang stabil secara statistik (hanya dalam segi statistik, bahawa ciri aliran min tidak berubah mengikut masa) dan aliran turbulen yang tidak stabil (ciri-ciri aliran bermakna berbeza-beza dari masa ke masa), sila lihat angka Di bawah. Walaupun aliran bergelora secara rambang dan tidak stabil, aliran purata boleh menjadi mantap atau tidak mantap.

Sebagai kesimpulan, aliran bergelora adalah aliran yang tidak mantap walau bagaimanapun dalam segi statistik ia boleh dirawat sama ada mantap atau tidak mantap.

Harap ini membantu !!!