Турбулентность, это кажущееся необузданным и хаотичным движение жидкостей и газов, часто воспринимается как стихия, неподвластная воле человека. Она царит в океанских течениях и атмосферных вихрях, в недрах звезд и потоках реактивных двигателей. Долгое время борьба с ее разрушительными последствиями — вибрациями, шумом, изнурительными тепловыми нагрузками — напоминала противостояние со слепой и могучей силой. Однако за внешним беспорядком скрывается сложная, но подчиняющаяся законам физики структура. Новое исследование ученых из Института механики сплошных сред УрО РАН (Пермь) переворачивает саму парадигму этого противостояния. Они не просто изучают турбулентность — они учатся управлять ей, используя для этого удивительно тонкий и элегантный инструмент.
Ученые доказали, что для кардинального изменения поведения всей сложной турбулентной системы достаточно единственного точечного и чрезвычайно слабого воздействия. Локальный источник тепла, мощность которого составляет всего около 1% от общего нагрева, нарушает симметрию системы. Этого мизерного, но точно адресованного вмешательства достаточно, чтобы в турбулентном потоке возникло предпочтительное направление вращения крупномасштабной циркуляции. Система, ранее метавшаяся между двумя состояниями, теперь устойчиво выбирает одно из них, управляемое слабым сигналом.
Подробнее в статье Эффект бабочки: управление турбулентностью через слабое воздействие, на сайте РАН, Наука.mail.ru, ТАСС-Наука
Исследования были выполнены в рамках крупного научного проекта «Фундаментальная механика в новых материалах, конструкциях, технологиях».
Результаты исследований опубликованы в статье
DOI: 0.1209/0295-5075/ae065d