Ученые опровергли теорию Колмогорова: энергия в турбулентности может двигаться иначе

Обнаружен новый механизм переноса энергии

Открытие исследователей способно кардинально изменить представления о природных процессах, особенно в океанах и других жидкостях. Оно также создает основу для инновационных технологий, применимых в самых разных сферах - от экологии до медицины.

Как сообщает НВ — Техно: Группа ученых под руководством доцента Лея Фана доказала, что в турбулентных потоках энергия способна менять направление передачи. Это опровергает господствовавшую с 1941 года теорию Колмогорова. Результаты работы опубликованы 4 июня в 13:00 в издании ScienceDaily. Новая модель, подтвержденная экспериментами с использованием тонкого слоя воды и электромагнитных сил, предлагает иной взгляд на процессы турбулентности.

Долгое время считалось, что в трехмерных средах энергия переходит от крупных структур к более мелким - эту концепцию в 1941 году выдвинул математик и физик Андрей Колмогоров. Однако команда доцента Фана применила уравнения Навье-Стокса и тензорный анализ в лабораторных опытах, что привело к совершенно новому пониманию турбулентности.

Значение открытия для науки и техники

В ходе экспериментов на водный слой воздействовали электромагнитными силами, включая горизонтальное магнитное поле, формирующее двухмерный поток. Для создания возмущений использовалась специальная система стержней, а движение жидкости фиксировалось с помощью частиц-маркеров. Полученные данные совпали с компьютерными симуляциями, что подтверждает научную обоснованность новой модели.

Практическая значимость исследования велика: небольшие физические препятствия размером до 10 метров потенциально способны влиять на океанические транспортные барьеры, протяженность которых исчисляется километрами. Кроме того, результаты могут быть применены при разработке микрофлюидных систем, где жидкость движется по каналам шириной менее 1 миллиметра. Это открытие обещает технологические прорывы в различных областях науки и инженерии.

Особую ценность работе придает то, что она способна изменить подходы к моделированию и управлению жидкостями в самых разных научных и инженерных контекстах.

Важность нового открытия не ограничивается лишь теорией турбулентности. Исследования также открывают возможности для управления потоками энергии в сложных средах, что может привести к революционным изменениям в различных областях, включая энергетику и экологи. Эти результаты подчеркивают значимость комплексного подхода к изучению динамических явлений.