• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Física
    Caracterizando fluxos complexos em enxames de bolhas 2-D

    Crédito CC0:domínio público

    Quando enxames de bolhas são impulsionados para cima através de um fluido por sua flutuabilidade, eles podem gerar padrões de fluxo complexos em seu rastro. Chamado de 'pseudo-turbulência, 'esses padrões são caracterizados por uma relação matemática universal entre a energia de fluxos de diferentes tamanhos, e a frequência de sua ocorrência. Essa relação já foi amplamente observada por meio de simulações 3-D, mas é menos claro se ainda valeria para enxames de bolhas 2-D. Por meio de pesquisas publicadas em EPJ E , Rashmi Ramadugu e colegas do Centro TIFR para Ciências Interdisciplinares em Hyderabad, Índia, mostram que em fluidos simulados 2-D, esse padrão muda em fluxos de larga escala em fluidos menos viscosos.

    As descobertas da equipe abordam uma supervisão chave em simulações de dinâmica de fluidos, e poderia permitir que pesquisadores em áreas da oceanografia à acústica melhorassem suas previsões. No passado, muitos estudos de pseudo-turbulência descobriram que as propriedades estatísticas dos enxames de bolhas 3-D permanecem universais ao longo de uma ampla gama de tensões da superfície da bolha, viscosidades de fluidos, e taxas de densidade entre bolhas e fluidos. Em fluidos 2-D, Contudo, um efeito denominado 'cascata de energia inversa' permite que a energia seja transferida de fluxos de pequena para grande escala. Em seu estudo, A equipe de Ramadugu teve como objetivo investigar as implicações desse mecanismo pela primeira vez.

    Os pesquisadores alcançaram seus resultados por meio de uma abordagem de simulação que considera totalmente os fluxos turbulentos em todas as escalas no espaço e no tempo, eliminando a necessidade de se aproximarem de quaisquer comportamentos imprevisíveis. Eles descobriram que, embora a relação usual de pseudo-turbulência se mantenha em escalas maiores dentro de fluidos mais viscosos; e em escalas menores em fluidos menos viscosos, comportamentos diferentes podem ser encontrados em fluxos de larga escala em fluidos mais viscosos. Aqui, Ramadugu e seus colegas descobriram que uma cascata de energia inversa ocorre na esteira do enxame de bolhas; bem como uma relação matemática diferente entre a energia do fluxo e a frequência do que qualquer outra observada anteriormente.


    © Ciência http://pt.scienceaq.com