Guinguette Marais Poitevin

Fluidodinamica computazionaleModifica

Si tratta di modelli di turbolenza in cui le sollecitazioni di Reynolds, ottenute da una media di Reynolds delle equazioni di Navier-Stokes, sono modellate da una relazione costitutiva lineare con il campo di deformazione del flusso medio, come:

– ρ ⟨ u i u j ⟩ = 2 μ t S i , j – 2 3 ρ κ δ i , j {\displaystyle -\rho \langolo u_{i}u_{j}rangolo =2\mu _{t}S_{i,j}-{2 \su 3}\rho \kappa \delta _{i,j}}

dove

• μ t {\displaystyle \mu _{t}
  

  è il coefficiente definito “viscosità” di turbolenza (chiamato anche “eddy viscosità)

• κ = 1 2 ( ⟨ u 1 u 1 ⟩ + ⟨ u 2 u 2 ⟩ + ⟨ u 3 u 3 ⟩ ) {displaystyle \kappa ={tfrac {1}{2}}(\langolo u_{1}u_{1}{2}rangolo +\langolo u_{2}u_{2}{2}{2}{3}{3}{3}} )}
  

  è l’energia cinetica turbolenta media

• S i , j {displaystyle S_{i,j}}
  

  è il tasso medio di deformazione

Si noti che l’inclusione di 2 3 ρ κ δ i , j {\displaystyle {\tfrac {2}{3}}rho \kappa \delta _{i,j}}

nella relazione costitutiva lineare è richiesta per scopi di algebra tensoriale quando si risolvono modelli di turbolenza a due equazioni (o qualsiasi altro modello di turbolenza che risolve un’equazione di trasporto per κ {displaystyle \kappa }

.

EmodinamicaModifica

L’emodinamica è lo studio del flusso sanguigno nel sistema circolatorio. Il flusso di sangue nelle sezioni rettilinee dell’albero arterioso è tipicamente laminare (stress di parete alto e diretto), ma i rami e le curvature del sistema causano un flusso turbolento. Il flusso turbolento nell’albero arterioso può causare una serie di effetti preoccupanti, tra cui lesioni aterosclerotiche, iperplasia neointimale post-chirurgica, restenosi in-stent, fallimento dell’innesto di bypass venoso, vasculopatia da trapianto e calcificazione della valvola aortica.

Confronto tra il flusso d’aria intorno a una palla da golf liscia e una palla da golf con fossette.

Processi industrialiModifica

Le proprietà di sollevamento e resistenza delle palline da golf sono personalizzate dalla manipolazione delle fossette lungo la superficie della pallina, permettendo alla pallina da golf di viaggiare più lontano e più velocemente nell’aria. I dati dei fenomeni di flusso turbolento sono stati usati per modellare diverse transizioni nei regimi di flusso dei fluidi, che sono usati per mescolare accuratamente i fluidi e aumentare i tassi di reazione nei processi industriali.

Correnti fluide e controllo dell’inquinamentoModifica

Le correnti oceaniche e atmosferiche trasferiscono particelle, detriti e organismi in tutto il mondo. Mentre il trasporto di organismi, come il fitoplancton, è essenziale per la conservazione degli ecosistemi, anche il petrolio e altri inquinanti si mescolano nel flusso della corrente e possono portare l’inquinamento lontano dalla sua origine. Le formazioni parassitarie fanno circolare la spazzatura e altri inquinanti in aree concentrate che i ricercatori stanno seguendo per migliorare la pulizia e la prevenzione dell’inquinamento. La distribuzione e il movimento della plastica causati dalle formazioni di vortici nei corpi idrici naturali possono essere previsti usando modelli di trasporto lagrangiano. I vortici oceanici su mesoscala giocano un ruolo cruciale nel trasferimento di calore verso l’alto, così come nel mantenimento dei gradienti di calore a diverse profondità.

Flussi ambientaliModellando lo sviluppo dei vortici, in relazione alla turbolenza e ai fenomeni di trasporto del destino, è vitale per comprendere i sistemi ambientali. Comprendendo il trasporto del particolato e dei solidi disciolti nei flussi ambientali, gli scienziati e gli ingegneri saranno in grado di formulare in modo efficiente strategie di risanamento per gli eventi di inquinamento. Le formazioni parassite giocano un ruolo vitale nel destino e nel trasporto di soluti e particelle nei flussi ambientali come nei fiumi, nei laghi, negli oceani e nell’atmosfera. L’upwelling negli estuari costieri stratificati garantisce la formazione di vortici dinamici che distribuiscono i nutrienti da sotto lo strato limite per formare pennacchi. Le acque poco profonde, come quelle lungo la costa, giocano un ruolo complesso nel trasporto di nutrienti e inquinanti a causa della vicinanza del limite superiore guidato dal vento e del limite inferiore vicino al fondo del corpo idrico.