Što je turbulentni tok?

Protok je ravnomjerno ili kontinuirano kretanje tekućine, bilo da je kroz cijev, preko aeroprofila ili na otvorenom, kao u slučaju otvorenog zraka ili mora. Ova vrsta kretanja spada u jednu od tri opće kategorije: laminarni tok, turbulentni tok ili prijelazni tok. Superračunala i specijalni softver nužni su za razmatranje složenih matematičkih modela takvog ponašanja protoka.

Laminarno strujanje kroz cijev može se vizualizirati kao niz vrlo tankih slojeva – ugniježđenih cilindara tekućine – od unutarnje površine cijevi do njenog središta. Karakteristike koje pogoduju laminarnom toku su glatka stijenka cijevi i visoka viskoznost tekućine. Najvanjski sloj tekućine prianja na cijev. Ostali slojevi klize jedan unutar drugog blago rastućim brzinama kako se približava centru. Laminarni tok je umjereno predvidljiv i uredan.

Turbulentno strujanje je tok u previranju — strujanje kompletno s vrtlozima i vrtlozima. Riječ “turbulencija” podrazumijeva djelovanje miješanja, povećanje ili održavanje jednolikog sastava tekućine kroz sadržaj cijevi. Turbulentnom strujanju pogoduju gruba unutrašnjost cijevi i tekućine niske viskoznosti. Također mu pogoduje povećanje gustoće tekućine. Jedan od primjera turbulentnog toka je protok krvi kroz arterije.

Prijelazni tok je između prva dva tipa. Kombinira laminarni tok duž unutarnjeg ruba cijevi s turbulentnim strujanjem po sredini. Inženjeri specijalnih mješalica dizajniraju impelere koji uvode prijelazni tok u visoko viskoznim tekućinama koje bi obično pokazivale laminarno strujanje. Ovo štedi vrijeme i novac miješanjem.

Turbulentno strujanje je od izuzetne važnosti za zrakoplovstvo na dva načina. Turbulencija okolnog zraka koju stvaraju vremenski sustavi je izvan kontrole projektanta. Drugi je turbulencija koju stvara sam zrakoplov, posebice njegova krila. Ova vrsta turbulencije koja se može kontrolirati dolazi iz krila i može se podijeliti na turbulenciju u praćenju i turbulenciju aeroprofila.

Turbulencija u buđenju je strujanje koje stvaraju vrhovi krila zrakoplova, a često ima oblik kružnog uzorka zraka okomitog na smjer leta. Turbulencija zračnog profila stvara se preko površine krila i uzrokuje otpor zrakoplova i gubitak uzgona. Metode za smanjenje turbulencije u buđenju i zračnom krilu predmet su mnogih teorija i dizajna.