Turbulenz erklären [geschlossen]

Ich bin Gymnasiast. Ich verstehe immer noch nicht, was Turbulenzen sind. Können Sie bitte erklären, was es wirklich ist? Das ist, was ich denke, es ist: rotierende Bewegung von Wasser, wenn sich ein Teilchen mit einer Geschwindigkeit von bewegt v .

Beziehen Sie sich auf den Laienbegriff "Turbulenz", wie Sie ihn in einem Flugzeug antreffen würden, oder auf die tatsächliche Turbulenz, die in der Fluiddynamik untersucht wird (die verwandt sind, aber die erste ist hier tatsächlich beantwortbar, während die zweite zu breit ist, um sie zu beantworten - es gibt unzählige Bücher, die nur Turbulenzen gewidmet sind)
Eine kleine Suche könnte nützlich sein: en.m.wikipedia.org/wiki/Turbulence
Es ist zu kompliziert für mich zu verstehen! Bitte zusammenfassen! :/
Jede nicht laminare Strömung ist turbulent (wenn man die Übergangsphase vernachlässigt)

Antworten (3)

Bei Turbulenzen geht es nicht nur um Wasser, sondern um Flüssigkeiten im Allgemeinen. Die Strömung kann in drei Arten unterteilt werden: laminar, übergangsweise und turbulent. Die turbulente Strömung tritt auf, wenn die Flüssigkeit schnell fließt, und die laminare, wenn sie langsam fließt.

Bei laminarer Strömung ist die Bewegung der Fluidpartikel sehr geordnet, wobei sich alle Partikel in geraden Linien parallel zu den Rohrwänden bewegen. Bei turbulenter Strömung bewegen sich die Partikel in einer rotierenden Bewegung. Tatsächlich ist die Geschwindigkeit selbst nur einer der Faktoren, die den Fluss einer Flüssigkeit beeinflussen, denn eine Beziehung zwischen den Faktoren (Dichte, Durchmesser des Rohrs und Geschwindigkeit) wird durch eine Reynolds-Zahl zusammengefasst: wenn sie kleiner ist als 2300 wäre die Strömung laminar, wenn sie größer als 4000 wäre, wäre die Strömung turbulent und wenn sie dazwischen liegt, ist die Strömung übergangsweise. Und hier ist eine einfache Anleitung mit Diagrammen: http://www.efm.leeds.ac.uk/CIVE/CIVE1400/Section4/laminar_turbulent.htm

Warum die Ablehnung?
Riemann-Zahl? Du meinst sicherlich die Reynoldszahl
Ja, du hast recht!

Eine Definition von Turbulenz zu geben ist schwierig, und jeder Aspekt von Turbulenz ist umstritten, aber es gibt einige wesentliche Elemente:

Turbulenz erfordert das Vorhandensein von Vorticity.

Turbulente Strömungen haben eine sehr komplexe Struktur, die ein breites Spektrum an Raum- und Zeitskalen umfasst.

Turbulente Strömungsfelder weisen ein hohes Maß an scheinbarer Zufälligkeit und Unordnung auf. Eine genaue Untersuchung zeigt jedoch oft das Vorhandensein von eingebetteten kohärenten Strömungsstrukturen.

Turbulenzen sind chaotisch.

Nun, für eine sehr elementare Definition müsste ich sagen, dass, wenn die Strömung einer Flüssigkeit beginnt, instabil zu werden, dies als turbulente Strömung bezeichnet wird.

Wie @tpg2114 in seinem Kommentar sagt, ist es ziemlich schwierig, Turbulenzen hier zu erklären, da es sich um ein weites Thema handelt. Nun, ich würde Ihnen raten, zuerst Wikipedia weiter darüber zu lesen und dann einige spezielle Bücher / Texte.

Dennoch, um es kurz zusammenzufassen, betrachten Sie den Wasserfluss aus einem Wasserhahn, öffnen Sie ihn zunächst so wenig, dass nur Tropfen herauskommen, erhöhen Sie den Durchfluss genau ein wenig mehr, bis ein sehr dünner Wasserstrahl fließt, dies ist ein stromlinienförmiger Fluss Bei dieser Strömung fällt jeder Wassertropfen hinter den anderen und hat die gleiche Geschwindigkeit wie an diesem Punkt, stellen Sie sich eine marschierende Armee vor. Aber wenn Sie in Raserei geraten und den Wasserhahn ganz aufdrehen, fließt in Eile ein starker Wasserschwall heraus, stellen Sie sich den Berufsverkehr auf einer sehr stark befahrenen Straße vor, und sobald das grüne Licht geht und alle zu Fuß beginnen, kann es sogar jemand sein Herunterfallen, keine Ordnung, eine chaotische Strömung und eine unstetige Wasserströmung wird als turbulente Strömung bezeichnet

War doch nicht so kurz, huh !

Das Problem hier (und bei der Antwort unten) ist, dass Instabilität (und Rotation) nur einige der Eigenschaften sind, die zur Beschreibung von Turbulenzen erforderlich sind. Es gibt ein paar mehr, als jedes Buch über Turbulenzen im Einführungskapitel enthalten wird. Sie können eine Rotation in der laminaren Strömung haben und Sie können eine Unstetigkeit in der laminaren (und potentiellen) Strömung haben, also sind diese beiden allein (und sogar zusammen) unzureichende Beschreibungen ...
Ich glaube, die Analogie der Hauptverkehrszeit an jeder Kreuzung ist angemessen! Ich spreche auch nicht von Rotation, sondern von chaotischer Natur, Unstetigkeit ist auch in laminaren Butnis vorhanden, die für Turbulenzen unerlässlich sind, und chaotische Strömung ist einzigartig für Turbulenzen, daher nehme ich an, dass dies für einen Laien ausreichend ist.