Turbulencija

Vandens srautui tekant aplink kliūtis susidaro turbulencija

Turbulencija – skysčių ir dujų tekėjimo/judėjimo būdas, kuriam yra būdingas chaotiškumas, sūkurių buvimas. Kitas skysčių ir dujų tekėjimo būdas yra vadinamas sluoksniniu tekėjimu (arba laminariuoju tekėjimu). Perėjimą tarp šių dviejų tekėjimo būdų nusako bedimensinis dydis Reinoldso skaičius. Eksperimentai rodo, kad laminarusis tekėjimas vamzdyje būna, kuomet Reinoldso skaičius yra mažesnis nei 2100, o tekėjimas vamzdyje taps pilnai turbulentiniu, kai Reinoldso skaičius viršys vertę 4000. Žinoma, šios vertės dar priklauso ir nuo vamzdžio geometrijos bei pradinių sąlygų. Šilumos pernešime konvekcijos būdu paprastai visada pasireiškia turbulencija.

Povandeniniam laivui skrodžiant vandens paviršiumi atsiranda sluoksninis ir sūkurinis vandens srautai

Turbulencija astronomijoje

Turbulencija žvaigždžių fizikoje vadinami žvaigždės fotosferos medžiagos (dujų masių) kolektyviniai judėjimai. Fotosfera išskiriama todėl, kad joje formuojasi mūsų stebimas ištisinis spektras ir spektrinės linijos. Konvekcija šiuo atveju astronomams yra globališkesnis reiškinys, kuris gali apimti ir gilesnius žvaigždės atmosferos sluoksnius.

Vykstant turbulencijai pasireiškia Doplerio efektas, dėl kurio išplinta sugerties linijos žvaigždės spektre. Astronomai išskiria dvi turbulencijos rūšis, skirtingai veikiančias sugerties linijų išplitimą:

Mikroturbulencija, kai kolektyviniuose judėjimuose dalyvaujančio dujų tūrio (viso judančio viena kryptimi) matmenys yra maži palyginti su vidutiniu fotono laisvojo lėkio keliu (iki sugerties akto). Mikroturbulencija didina linijos ekvivalentinį plotį ir tuo apsunkina žvaigždės cheminės sudėties tyrimą. Mikroturbulencijos greičiai yra maždaug 1,5–3,0 km/s pagrindinės sekos žvaigždėse ir 6–7 km/s supermilžinėse.

Makroturbulencija, kai judančio dujų tūrio matmenys yra didesni už fotono laisvojo lėkio kelią. Saulės granuliacija yra charakteringas makroturbulencijos pavyzdys. Makroturbulencija, kaip ir žvaigždės ašinis sukimasis, nekeičia sugerties linijos ekvivalentinio pločio. Makroturbulencijos greičiai yra kelių km/s eilės pagrindinės sekos žvaigždėse ir 20–40 km/s supermilžinėse.