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湍流气泡证实了百年物理理论
科学家们发现了在大量上升的气泡中发生经典湍流的证据。来自亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫中心 (HZDR)、约翰·霍普金斯大学和杜克大学的国际科学家团队发现，描述流体湍流的经典理论也解释了水中上升的气泡如何产生混沌运动。他们的研究跟踪了 [...]
来源:SciTechDaily科学家们发现了在大量上升的气泡中发生经典湍流的证据。
来自亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 (HZDR)、约翰霍普金斯大学和杜克大学的国际科学家团队发现，描述流体湍流的经典理论也解释了水中上升的气泡如何产生混沌运动。他们的研究在三个维度上跟踪气泡和周围的流体粒子，首次直接实验证实了“柯尔莫哥洛夫缩放”可以出现在气泡驱动的湍流中。研究结果发表在《物理评论快报》上。
亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 物理评论快报由气泡引起的湍流在日常生活和工业中很常见，从嘶嘶作响的饮料到化学反应器和海浪。当许多气泡在液体中上升时，它们的尾流运动会将周围的水搅动成湍流。
了解这一过程对于推进工业技术、完善气候模型和改进依赖混合流体的设计至关重要。然而，几十年来，科学家们一直在争论俄罗斯数学家安德烈·科尔莫戈洛夫 (Andrey Kolmogorov) 于 1941 年提出的湍流理论（称为“K41 标度”）是否适用于这些气泡系统。早期的实验和计算机模拟产生了相互矛盾的结果，使得这个问题直到现在才得到解决。
“我们希望通过在非常小的尺度上仔细观察气泡之间和气泡周围的湍流来获得明确的答案，”该研究的主要作者、HZDR 流体动力学研究所的物理学家马天博士说。
准确度解码湍流：能量从大到小级联
DOI：10.1103/v9mh-7pw1 不错过任何突破：加入 SciTechDaily 时事通讯。 谷歌 发现 新闻