Turbulencija

/ 05.02.2011. u 23:22

Komentari: 150
Čitanost: 30304
/
Preporuke: 9504
/

12turbulence.600.1.jpg

Kada se povede reč o još nerešenim problemima u fizici, ljudi najčešće pominju nekompletnost našeg razumevanja elementarnih čestica, prirodu gravitacije i nesimetriju materije i antimaterije, brzinu širenja svemira i ulogu tamne materije, usmerenost strelice vremena, itd. Ukratko, govori se o fenomenima koji se dešavaju na ekstremno malim ili ekstremno velikim rastojanjima, fenomenima koje obično proučavaju kvantna mehanika i teorija gravitacije, a koje savremena fizika tek treba detaljno da objasni. Medjutim, problem turbulencije je težak i nerešen problem u klasičnoj fizici, koji su mnogi veliki naučnici u nekom trenutku svoje karijere pokušavali bezuspešno da reše.

Prilikom jednog predavanja, 1936. godine, Sir Horace Lamb je rekao: Ja sam star čovek, i kada odem na nebo očekujem da dobijem odgovore na dva pitanja: pitanja formulacije kvantne elektrodinamike i pitanja prirode i mehanizma turbulencije. Što se prvog pitanja tiče, imam optimistička očekivanja. Oko 20 godina kasnije, problem kvantne elektrodinamike je rešen – Fejnman, Švinger i Tomonaga su dobili Nobelovu nagradu za to rešenje - ali problem turbulencije je i danas ostao nerešen i misteriozan. Za njega je Fejnman rekao da je to verovatno najznačajniji nerešen problem u klasičnoj fizici, a Clay matematički institut nudi nagradu od milion dolara za njegovo rešenje. Šta je to problem turbulencije i zašto je on tako težak? O tome je ovaj blog.

Fenomen turbulencije, ili neravnomernog i uzburkanog toka fluida, svi mi svakodnevno vidimo. Ako polako puštamo vodu iz česme, tok je ravnomeran (ili laminaran, kako se to tehnički kaže), ali kada dovoljno pojačamo mlaz, tj. brzinu toka vode, tok postane uzburkan i nestalan. Za takav tok se kaže da je uznemiren, ili turbulentan. Često se dešava da nas, tokom vožnje avionom, pilot upozori da se pred nama nalazi turbulencija i da je potrebno da se vežemo. Kad naidje na turbulenciju u atmosferi, avion počinje da poskakuje i da se trese kao da ide po krupnoj kaldrmi. Ponekad se dešava da putnici budu povredjeni tokom takve vožnje.

Turbulentni tok fluida (tečnosti i gasova) može da se dešava na malim skalama (tok iz česme, recimo) ili na veoma velikim skalama (atmosferske pa i kosmičke dimenzije) - postoje turbulencije opsega veličina od manjeg vihora do uragana. Turbulentan tok se pojavljuje ne samo na otvorenim prostorima (u potocima ili rekama, na primer), već i u cevima (kod naftovoda, recimo), krvnim sudovima, itd. Prelazak iz laminarnog u turbulentan tok se lepo vidi na ovoj slici

Humphrey_Bogart_by_Karsh_%28Library_and_Archives_Canada%29.jpg

Medju prvima koji su proučavali ovaj fenomen je Leonardo Da Vinči koji je naslikao oblik protoka vode pored različito postavljenih prepreka u odnosu na pravac kretanja tečnosti

445721a-f1.2.jpg

On je razumeo da se iza široko postavljene prepreke stvaraju vrtlozi koji karakterišu turbulentni tok i to je predstavio na gornjem delu slike. Tačan mehanizam i trenutak nastajanja ovih vrtloga, njihova veličina, energija koja se u njima nalazi i statističke osobine takvog toka je upravo problem turbulencije na koji klasična fizika za sada nema precizne odgovore.

Osnovni uslov za nastanak turbulencije je dovoljno brz tok fluida. Naime, pri sporom kretanju tečnosti tok je laminaran (ravnomeran), a onda se, pri povećanju brzine toka, počinju da se stvaraju vrtlozi i priroda toka se menja. Objašnjenje za ovu pojavu je relativno jednostavno: osnovne sile koje deluju prilikom strujanja tečnosti su inercijalna sila i sila unutrašnjeg trenja (viskoznosti) izmedju slojeva u kretanju. Kada je brzina toka relativno mala, jačina viskoznih sila je dovoljna da stabilizuje i priguši fluktuacije brzine u tečnosti, i tok je laminaran. Kada se brzina poveća, inercijalne sile dominiraju nad viskoznim, i nestabilnosti u tečenju fluida se ne mogu prigušiti, fluktuacije se amplificiraju, i tok postane turbulentan. Odnos izmedju inercijalnih i viskoznih sila je bezdimenziona veličina koja se zove Rejnoldsov (Reynolds) broj - ovaj broj je, grubo uzevši, srazmeran brzini toka fluida. Na osnovu svega gore rečenog sledi da pri malim vrednostima Rejnoldsovog broja tok fluida je ravnomeran, a kad Rejnoldsov broj premaši neku odredjenu vrednost, i tok postaje turbulentan.

Koja tačno treba da bude vrednost Rejnoldsovog broja da bi nastala turbulencija u nekom toku? Odgovor na ovo zavisi od prirode fluida (njegove viskoznosti, na primer), oblika, veličine i geometrije suda kroz koji se protok odvija, veličine predmeta koji se kreće kroz fluid, itd. Tipične vrednosti Rejnoldsovog broja su izmedju 100 i 1000 kod protoka krvi kroz krvne sudove, oko 100,000 kod leta teniske loptice, oko 4 miliona u blizini plivača, i oko 100 miliona kod leta putničkog aviona. Sledstveno, i kritična vrednost Rejnoldsovog broja (ona vrednost pri kojoj turbulencija počinje) je različita kod različitih fluida i pri različitim vrstama toka. Ovo nije ništa posebno neobično u fizici: recimo ključanje tečnosti može da se dešava u rasponu temperatura od –270 stepeni (tečni helijum) do nekoliko hiljada stepeni (razni metali, na primer), sve u zavisnosti od toga koja je tečnost u pitanju i na kojem pritisku se ključanje dešava.

Značaj Rejnoldsovog broja se ogleda još u sledećem. Početak turbulentnog toka karakteriše pojava nestabilnosti na većim prostornom skalama (gubo rečeno, pojavljuje se prvo talas nestabilnosti na većoj talasnoj dužini). Energija ove fluktuacije se širi tako što se od ovog talasa odvajaju manji talasi i vrtlozi, od njih se dalje formiraju još manji vrtlozi, i tako se raspodela energije kaskadno propagira sve do sasvim malih skala, gde se, kroz unutrašnje trenje (viskoznost), ova mehanička energija najzad eliminiše. Ili, kako je to u stihu izrazio Richardson:

Big whirls have little whirls that feed on their velocity, and little whirls have lesser whirls and so on to viscosity

(Veliki vrtlozi imaju male vrtloge koji se njihovom brzinom hrane,

I mali vrtlozi imaju manje vrtloge i tako dalje, sve do viskoznosti)

Kod razvijene turbulencije, Rejnoldsov broj nam približno daje opseg skala na kojima dolazi do vrtložnosti, tj., daje nam razmere dimenzija vrtloga koji se formiraju. Drugim rečima, prilikom trubulentnog toka, pojavljuju se vrtlozi čije se dimenzije razlikuju do na faktor od mnogo hiljada ili miliona puta. I upravo ovo je razlog zašto je rešenje problema turbulencije tako teško.

Najteži problemi (fenomeni) u fizici su oni kod koji ne postoji dominantna skala energija, već su sve skale podjednako važne za potpuno razumevanje. Jednostavno, ništa se ne sme zanemariti. Takva situacija je 1936. godine postojala i u kvantnoj elektrodinamici, ali su pomenuti Fejnman, Švinger i Tomonaga našli način da sistematski uzmu u obzir sve skale (za zaljubljenike – oni su pokazali renormalizabilnost kvantne elektrodinamike i eliminisali divergencije u njoj). Kod problema turbulencije za sada nije poznato kako bi se ta procedura obavila. Iako je u pitanju fenomen klasične fizike – amlifikacija početne mehaničke nestabilnosti toka putem raspodele te nestabilnosti sve do mikroskopskih skala – za sada niko ne zna precizne detalje ovog procesa.

Istraživanja u oblasti turbulencije su mahom eksperimentalna. Zbog važnosti ove pojave u tehnologiji, avio industriji, medicini, astronomiji, itd., postoji mnogo istraživačkih instituta koji se ovom pojavom bave. Na primer, prilikom dizajna avionskog krila, ili čak celog aviona, važno je znati brzinu optoka fluida pri kojoj turbulencija nastaje, ali se, pored numeričkih simulacija, ovde uglavnom koriste vazdušni tuneli u kojima se direktno mere potrebni parametri.

Postoje servisi koji objavljuju podatke o atmosferskim turbulencijama kako bi upozorili avione koji se u tim oblastima nalaze. Ovo je, na primer, prognoza atmosferskih turbulencija na visinama komercijalnih letova za 06. feb. 2011:

21OWS_ATLANTIC-EUROPE_FITL_LL-TURBULENCE-STANDARD_30.gif

Standardni prilaz rešenju problema turbulencije je jednostavno postaviti. Pošto je u pitanju problem iz klasične fizike, napišu se jednačine kretanja fluida, tzv., Navier-Stokes jednačine i onda rešavaju pri zadatim početnim i graničnim uslovima. (Ove jednačine su, prosto rečeno, klasične jednacine Njutnove mehanike – silajednakomasaputaubrzanje – samo ovog puta zapisane za kretanje fluida). Medjutim, za sada nije poznato da li ove jednačine (u pitanju je parcijalna diferencijalna jednačina) daju turbulentna rešenja ili ne, u opštem slučaju. I za rešenje ovih jednačina, ili dokaz postojanja turbulentnih rešenja, Clay matematički institut nudi nagradu od milion dolara.

Razvojem kompjuterske tehnologije, veliki broj numeričkih pristupa je razvijen, ali mnogi realni problemi su isuviše komplikovani za moći današnjih računara. Problem turbulencije, klasičnog fenomena koji se dešava i u čaši vode i u svemiru, i na svim skalama izmedju, ostaje i dalje nerešen.

postavite na |

Komentari (150)

Sakrij replike | Pošaljite komentar

Komentare je moguće postavljati samo u prvih 7 dana, nakon čega se blog automatski zaključava

gordanac 23:43 05.02.2011

time machine...

...tako "radi" tvoj tekst, prenelo me u godine koje više ne postoje, kada sam ponešto znala o - turbulenciji
A pošto ne znam više ništa, teško da mogu da ispričam išta.
Ali - interpretacije slikama - to može:

nsarski 23:51 05.02.2011

Re: time machine...

gordanac
...tako "radi" tvoj tekst, prenelo me u godine koje više ne postoje, kada sam ponešto znala o - turbulenciji
A pošto ne znam više ništa, teško da mogu da ispričam išta.
Ali - interpretacije slikama - to može:

Hehe, pa tu i nema mnogo da se zna, posto se nista ne zna. Mislim, ovo sam pisao samo o klasicnim nestisljivim fluidima. Ima tu mnogo drugih verzija, ali da ne davim.
Evo tebi jedna pesma o turbulenciji u kosi koju je prizeljkivala Lucy Jordan:

jesen92 01:11 06.02.2011

Re: time machine...

Mislim, ovo sam pisao samo o klasicnim nestisljivim fluidima.

..pa kako to? zar vazduh nije stisljiv a i o njemu si pisao

..
...iskreno, ja sam mislila da je Re broj resio sve te probleme...

..
..a to ima neke veze i sa prenosom kolicine kretanja toplote i mase?...zaboravilo se...

nsarski 01:15 06.02.2011

Re: time machine...

..pa kako to? zar vazduh nije stisljiv a i o njemu si pisao..
...iskreno, ja sam mislila da je Re broj resio sve te probleme.....
..a to ima neke veze i sa prenosom kolicine kretanja toplote i mase?...zaboravilo se...

Da, trebalo je da kazem "tecnostima". Hvala.
Ne, Re nije resio probleme, on je samo pomogao da se uvede malo sistematike. Resenje ne postoji, i naveo sam ponudu Clay instituta od milion dolara za to resenje. Evo PONOVO

jesen92 01:46 06.02.2011

Re: time machine...

Resenje ne postoji, i naveo sam ponudu Clay instituta od milion dolara za to resenje. Evo PONOVO

..Hvala za PONOVO ali ja nemam sansi da zaradim tu lovu

Vojislav Stojković 02:55 06.02.2011

Re: time machine...

nsarski
naveo sam ponudu Clay instituta od milion dolara za to resenje. Evo PONOVO

Pokušaću, čim nađem malo slobodnog vremena.

Nebojsa Krstic 23:43 05.02.2011

Oni

oni su pokazali renormalizabilnost kvantne elektrodinamike i eliminisali divergencije u njoj

Uh!

nsarski 23:48 05.02.2011

Re: Oni

Nebojsa Krstic
oni su pokazali renormalizabilnost kvantne elektrodinamike i eliminisali divergencije u njoj

Uh!

Rekao sam da je to samo za aficionados kvantne elektrodinamike - nije za svakodnevnu upotrebu, ili, don't try this at home.

Ribozom 00:04 06.02.2011

Jel ovo formula

nsarski 00:09 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

Ribozom

Ne, ovo je:

blau.punkt 00:51 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

Jel ovo formula

nsarski
Ribozom

Ne, ovo je:

pa, isto je

nsarski 01:00 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

pa, isto je

isto??

Pa, ona prva je neka formula iz fizicke hemije (cini mi se) o odnosu nekih dimenzija (l i D) i sadrzi neke koncentracije, temperature i mase, ovo dole je Navier-Stokesova diferencijalna jednacina...

freehand 01:05 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

nsarski
pa, isto je

isto??

Pa, ona prva je neka formula iz fizicke hemije (cini mi se) o odnosu nekih dimenzija (l i D) i sadrzi neke koncentracije, temperature i mase, ovo dole je Navier-Stokesova diferencijalna jednacina...

I ja mislim da je ovo drugo.
Nekako mi izgleda oztbiljnija, turbulentnije, a u isto vreme i lepše...

cult 01:17 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

elegantnija...
gotovo da nedostaje potpis.

gordanac 01:20 06.02.2011

: Jel ovo formula?

freehand
nsarski
pa, isto je

isto??

Pa, ona prva je neka formula iz fizicke hemije (cini mi se) o odnosu nekih dimenzija (l i D) i sadrzi neke koncentracije, temperature i mase, ovo dole je Navier-Stokesova diferencijalna jednacina...

I ja mislim da je ovo drugo.
Nekako mi izgleda oztbiljnija, turbulentnije, a u isto vreme i lepše...

:))))
kakav mi je ovo izazov da povadim svoje de turbulencia papire prašne i starostavne, prosto ne znam kako ću odoleti!

nsarski 01:21 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

elegantnija...

Pa, ybg., stvarno jeste, mada ruzno izgleda. Ono s leva je gustina (sto je kao masa) puta ubrzanje (sve to u zagradi - ubrzanje ima komplikovan izraz u sistemu koji se krece) - OK, gustina puta ubrzanje - jednako je sila. To je ovo s desna (gradijent pritiska, itd.) Dakle, masa puta ubrzanje je sila. To je sve, samo sto ruzno izgleda.

srdjan.pajic 01:47 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

nsarski
Ribozom

Ne, ovo je:

Od ovih nabla operatora mi se diže kosa na glavi ;-).

Šarski, ne razumem, jel turbulento rešenje, kako ga ti zoveš, isto što i haotično rešenje? A kad kažeš da se ne zna pouzdano da ova jednačina daje haotično ili turbulentno rešenje u generalnom slučaju, jel' to implicira da jednačina ne opisuje tu fizičku pojavu dovoljno precizno, to jest da možda postoji neka modifikacija koja bi to mogla da uradi? Ili je to sasvim precizno, da ne može biti preciznije, ali je rešenje po prirodi stvari sklono haosu.

Aj, brzo mi odgovori, pa da brišemo pitanje i odgovor, pre nego što dodje Višnja da me zajebava što ne znam.

Šalim se, nego kojim numeričkim metodama ljudi obično rešavaju ovakvu jednačinu, u praksi? Neki FEM, generalno, ili konačne razlike, ili možda nešto treće? Sorry, ovih dana se petljam sa nekim talasovodima na poslu, pa ko o čemu, baba o uštipcima (ja o FEM-u i MOM-u).

princi 02:16 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

Neki FEM, generalno, ili konačne razlike, ili možda nešto treće?

FEM, gotovo iskljucivo (zbog geometrijski komplesknih domena), i to Arbitrary Lagrangian Eulerian metod, evo neke reference. Turbulencija je, kao sto Sarski objasni, geometrijsko-fizicko nelinearni problem. FDM se uglavnom koristi za ispeglane i jednostavne domene.

Ima dosta i inzenjerskih (FLUENT, obicno se prodaje u sklopu ANSYS-a) i manje inzenjerskih (COMSOL, baziran na Matlabu) paketa koji se koriste za modeliranje raznoraznih aspekata turbulencije. Ti kodovi obicno imaju module za user-defined konstitutivne modele (veze izmedju napona i brzina lokalnih deformacija, tj viskoznost fluida se u ovim paketima opisuju nelinearnim relacijama razlicite slozenosti).

Pored toga, nabla je samo pocetak price jer je turbulencija, zapravo, fenomen koji se ne moze objasniti mehanikom kontinuuma. Zato se uvode neke osrednjene brzine, koje se analiziraju aparatom mehanike kontinuuma, dok se prostorne i vremenske fluktuacije tih brzina i pritisaka posebno modeliraju- zajebana stvar, ta turbulencija.

srdjan.pajic 03:33 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

princi
Neki FEM, generalno, ili konačne razlike, ili možda nešto treće?

FEM, gotovo iskljucivo (zbog geometrijski komplesknih domena), i to Arbitrary Lagrangian Eulerian metod, evo neke reference. Turbulencija je, kao sto Sarski objasni, geometrijsko-fizicko nelinearni problem. FDM se uglavnom koristi za ispeglane i jednostavne domene.

Ima dosta i inzenjerskih (FLUENT, obicno se prodaje u sklopu ANSYS-a) i manje inzenjerskih (COMSOL, baziran na Matlabu) paketa koji se koriste za modeliranje raznoraznih aspekata turbulencije. Ti kodovi obicno imaju module za user-defined konstitutivne modele (veze izmedju napona i brzina lokalnih deformacija, tj viskoznost fluida se u ovim paketima opisuju nelinearnim relacijama razlicite slozenosti).

Pored toga, nabla je samo pocetak price jer je turbulencija, zapravo, fenomen koji se ne moze objasniti mehanikom kontinuuma. Zato se uvode neke osrednjene brzine, koje se analiziraju aparatom mehanike kontinuuma, dok se prostorne i vremenske fluktuacije tih brzina i pritisaka posebno modeliraju- zajebana stvar, ta turbulencija.

Sjajno, hvala, i za link. Koliko je uobičajeno da se vi koji se petljate mehanikom fluida bacate na pisanje sopstvenog koda, to jest koliko su dobri ti neki standarni paketi u svakodnevnom životu?

Ja koristim neke komercijalne pakete (opšte namene) u elektromagnetici, jer su moji problemi prilično obični u odnosu na ove vaše turbulencije. Znaš i sam: nacrtaš geometriju u nekom kedu, staviš materijale, koji su svi linearni, u najgorem slučaju anizotropni, granične uslove, drmneš excitaciju, malo džarneš po mesher-u i odeš na ručak. Pomaže ako otprilike znaš rešenje još pre nego što pokreneš solver.

Manjeviše je to FEM za 3D, MoM za 2.5D probleme, FDTD skoro nikad. Ima sad i ovih par novih hibridnih, zgodnih za antene i te neke velike domene (CST, FEKO), a i zavisno šta moje mušterije imaju, ili ih ubedim da kupe. Jednom sam nešto morao da se akam sa FEMLAB-om, na postdiplomskim, iz koga je israstao taj COMSOL, ako se ne varam, i to je valjda najbliže što sam bio programiranju svog koda ako se to uopšte može tako nazvati (ništa multiphysics, samo Maksvel, klasika).

No dobro, to mi i nije struka, priučio se usput, samo sam radoznao i ponekad tako iskrsne nešto što nema ko, a oće da plate, i da kupe softver, pa mi uvale kosku da se jebavam s tim, kao evo sad. Poslednjih par meseci masiram neku cevku za CO2 laser, još kad bih nešto znao o fizici plazme, gde bi mi kraj bio. Ovako, ovisim o fizičarima, laserdžijama, a oni ko da su sa Marsa pali po pitanju elektromagnetike.

princi 04:55 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

Za linearne stvari i anizotropiju je mozda najefikasniji i najbrzi BEM, boundary element method, mislim da moze da se nadje dosta shareware i freeware po netu, iako ne znam koliko je to profesionalno uradjeno i user-friendly.

Sto se tice istrazivanja u domenu computational mehanike fluida (a i solida), poslednjih 10-ak godina su jako na zamahu dobili meshless/meshfree metodi. To je neki most izmedju (jos uvek preskupe i za praksu neefikasne) MD-e i FEM-a (koji modelira kontinuum) a mislim da je glavna motivacija za razvoj upravo modeliranje multifizike uz pomoc razlicitih kernela funkcija.

Sto se ostalih stvari tice, da ne gnjavimo narod

nsarski 08:34 06.02.2011

Re: Jel ovo formula

Nekako mi izgleda oztbiljnija, turbulentnije, a u isto vreme i lepše...

Meni mnogo ozbiljnije izgleda ona mapa gore. Najpoznatiji gradovi na Balkanu su Bondsteel i Tuzla...

mikele9 00:25 06.02.2011

Laik

Prilikom jednog predavanja, 1936. godine, Sir Horace Lamb je rekao: Ja sam star čovek, i kada odem na nebo očekujem da dobijem odgovore na dva pitanja: pitanja formulacije kvantne elektrodinamike i pitanja prirode i mehanizma turbulencije. Što se prvog pitanja tiče, imam optimistička očekivanja. Oko 20 godina kasnije, problem kvantne elektrodinamike je rešen – Fejnman, Švinger i Tomonaga su dobili Nobelovu nagradu za to rešenje - ali problem turbulencije je i danas ostao nerešen i misteriozan. Za njega je Fejnman rekao da je to verovatno najznačajniji nerešen problem u klasičnoj fizici, a Clay matematički institut nudi nagradu od milion dolara za njegovo rešenje.

Zanimljivojasnouspešno prezentirano! Opšte je mesto da postoje i socijalne ili društvene turbulencije. One su na izgled lako objašnjive ali često i one imaju skriven ili nepoznat okidač, kapislu, koja ih pokreće. Ne mora uvek da bude ono što je vidljivo golim okom, opšteprihvaćeno ili čak medijima natureno. I tu postoji ono: Mož' da bidne ali ne mora da znači!

nsarski 00:28 06.02.2011

Re: Laik

Opšte je mesto da postoje i socijalne ili društvene turbulencije.

Aha, za njih Lenjin kaze: ima decenija da se nista ne desava, a nekada se za dve nedelje dogode decenije. Turbulentna vremena, da tako kazem.

lakipingvin 00:30 06.02.2011

Re: Laik

Opšte je mesto da postoje i socijalne ili društvene turbulencije. One su na izgled lako objašnjive ali često i one imaju skriven ili nepoznat okidač,

jedan od okidaca takvih turbulencija

http://www.ted.com/talks/william_kamkwamba_how_i_harnessed_the_wind.html

nsarski 00:39 06.02.2011

Re: Laik

One su na izgled lako objašnjive ali često i one imaju skriven ili nepoznat okidač, kapislu, koja ih pokreće.

Zanimljivo je da su "okidaci" promena u mnogim sistemima poznati i dobro shvaceni. Dobro, ne mozda u socijalnim situacijama, mada se i time dade manipulisati (metodom soka, na primer), ali kod banalnog mehanickog problema kao sto je protok fluida stvari su mnogo slabije poznate.
S druge strane, turbulencije ima svugde oko nas. Mnogi organizmi uzimaju u obzir turbulenciju kao zivotni faktor. Na primer, delfini luce neku polimernu tecnost po kozi kada pocnu veoma brzo da plivaju. Ta tecnost smanjuje turbulenciju, i njen zakocni efekat, tako da time omogucavaju sebi velike brzine.

lakipingvin 00:25 06.02.2011

air turbulance

fantomatsicna 01:07 06.02.2011

Ni ja pojma

Ni sad ni pre.Fiziku sam samo prolazila zahvaljujuci uspehu u ostalim predmetima.Ono pa trudi se ona vidi se to al' ne ide joj.I onda posto videh da na YuTube kod skoro svakog klipa stave ono malo cudoviste od Justin Bibera(namerna greska) rekoh nece se pisac bloga naljutiti da dodam malo turbulencije ako napisem protest:Vratite nam Veroniku!

nsarski 01:11 06.02.2011

Re: Ni ja pojma

Vratite nam Veroniku!

Podrzavam! A gde se ona izgubila? Mislim, verujem da su je poneki blogeri banovali na svojim postovima, ali nije generalno banovana, zar ne?

fantomatsicna 01:59 06.02.2011

Re: Ni ja pojma

Mozda se i uvredila:( Secam se ja svog prvog nemusto srocenog komentara kad su me takodje bacili u turbulenciju da ne kazem pokidali.Npr ja kod te blogerke vise ne idem..ako moram samo da se slozim sa piscem..

legalizacijabg 22:39 06.02.2011

Re: Ni ja pojma

stručnjak za fiziku i banovanje..heh

Milutin Milošević 10:34 08.02.2011

Re: Ni ja pojma

Fiziku sam samo prolazila zahvaljujuci uspehu u ostalim predmetima.

Moj slučaj je obrnut - bio sam sjajan fizičar i matematičar, a sada sam potpuni duduk. Šta napraviše od mene ova turbulentna vremena

hoochie coochie man 01:18 06.02.2011

zakon

Clay matematički institut nudi nagradu od milion dolara za njegovo rešenje.

Moracu ozbiljnije da se pozabavim, ipak.

Nego, kazu posle da pusenje steti.
A korist za nauku ovako ocigledna.
Moze li se jasnije prikazati turbulencija nego sto to prikazano na onoj slici?
Evo sad gledam cigaretu i vidim - turbulenciju.
Ukinite zakon za dobrobit nauke!

Vesna Knežević Ćosić 01:35 06.02.2011

hehe

e ta turbulencija, samo da je transparentna:)

mirelarado 01:57 06.02.2011

Вртлози и ковитлаци

Док се физика труди да проникне у тајне вртложења, док авијација с њим муку мучи, нађе се и ко ужива у томе:

nsarski 08:30 06.02.2011

Re: Вртлози и ковитлаци

mirelarado
Док се физика труди да проникне у тајне вртложења, док авијација с њим муку мучи, нађе се и ко ужива у томе:

I mnoge ptice koriste uzgonske struje vazduha da odrzavaju svoj polozaj bez mahanja krila.

mirelarado 10:12 06.02.2011

Re: Вртлози и ковитлаци

nsarski
I mnoge ptice koriste uzgonske struje vazduha da odrzavaju svoj polozaj bez mahanja krila.

Ласте :)

Emir Halilovic 12:46 08.02.2011

Re: Вртлози и ковитлаци

nsarski

I mnoge ptice koriste uzgonske struje vazduha da odrzavaju svoj polozaj bez mahanja krila.

...pa i neki vazduhoplovi - recimo jedrilice.

BTW ona mapa koju imate u textu je za manje visine (significant weather - low), linijski saobraćaj obično leti mnogo više od tih 3-4000 ft.

yugaya 02:45 06.02.2011

uz njega mora i ona

(savršena)

MightyNora 03:43 06.02.2011

Moram sad da pitam...

... gledah jednom davno, kao vrlo mali, jednu emisiju koja je isla u ono dobro doba "naucno-obrazovnog programa" na RTJ (jel tako bese oznaka???)

...emisija se bavila objasnjenjima normalnih pojava iz svakodnevnog zivota gde su novinari trazili naucni nacin da odgovore na takva pitanja.

I jedno od tih trivija je bilo:

"Zasto se med uvrce - cini one male zavijutke na kraju pre nego sto padne na kashu - kada se iz kasike sipa na vrucu kashu?" (to je valjda neka poslastica u Americi ili gde vec)

Nisu znali da odgovore.

Jel se i tu radi o maloj turbulenciji?

Dakle, ovako...

Hvala na odogovoru

Hansel 13:25 06.02.2011

Re: Moram sad da pitam...

Tada je postojao JRT (Jugoslovenska radio-televizija), emisiju je emitovala Televizija Beograd i zvala se "Ne pitajte mene" (britanska produkcija), pričali smo malo više o njoj na domaćinovom blogu "Estradna nauka". U vezi s ovim pitanjem, bili su pozvani gledaoci da predlože objašnjenja, bilo je zanimljivo.

MightyNora 17:56 06.02.2011

Re: Moram sad da pitam...

Bravo hvala, sad sam se setio :)

hogubadagri 05:46 06.02.2011

zvucni zid

Sta se desava sa turbulencijom nakon probijanja zvucnog zida? Koliko sam shvatio postaje sve izrazenija povecanjem brzine, ali ako se dobro secam tu dolazi do neke bitne promene u strujanju vazduha.

Domazet 07:17 06.02.2011

Ma lako je meni shto ...

...je onaj umro a nije saznao shto je turbulencija. Nego mi krivo shto cu ja da odapnem a necu saznati kako da rachunam CHF. A za chetiri nedelje nam review...

myredneckself 07:59 06.02.2011

Re: Ma lako je meni shto ...

Profesore dobro jutro

Ta turbulencija je tako sveprisutna stvar, ali ponekad, ит фрикс ми аут, pogotovo kad letim
Ali, ko se boji letenja, kad te upozori Margo Čening

nsarski 08:27 06.02.2011

Re: Ma lako je meni shto ...

Ta turbulencija je tako sveprisutna stvar, ali ponekad, ит фрикс ми аут, pogotovo kad letim

And what a fine morning it is!

Ima da su i film napravili o tome:

seceranac 08:36 06.02.2011

ne moze da leti

i sada neka neko naucno dokaze kaze da avion moze bezbedno da leti?

hazar 20:01 06.02.2011

Re: ne moze da leti

seceranac
i sada neka neko naucno dokaze kaze da avion moze bezbedno da leti?

Davno je to bilo kada se učila aerodinamika i dinamika gasova , ali to otprilike ovako ide. Imaš čitav niz proračuna sa mali milion eksperimentalnih podataka(oni o kojima profesor Švrakić govori da se dobijaju iz aerotunela) koje koristiš, a posle svega pomnožiš sve sa popravnim koeficijentom reda veličine do 1,6. Možda čovek ne zna nešto da teorijski objasni u potpunosti, ali ume praktično da napravi i proveri da li dobro radi.

Uvek ću pamtiti ozarenost mog profesora hidromehanike, kada dobije neki izraz tipa Navije-Stoksovih jednačina sa nabla operatorima uz usklik vidite kako je ovo divno, ali i senke istinske tuge u očima kada je objašnjavao da ne postoji potpuna teorija koja objašnjava turbulenciju.

blogovatelj 08:47 06.02.2011

Sta ja o tome mislim...

Meni je taj problem kretanja fluida koji se zavrtlozi uvek bio nekako povezan sa Maksvelovim elektromagnetskim jednacinama.
Inicijalno sam poceo o tome da razmisljam dok sam ucio elektromagnetiku. Tada mi je mozak sav bio u talasima. Desilo se da je moj drug u to vreme na masinskom fakultetu ucio mehaniku fluida. Dok sam prelistavao njegovu knjigu, ukapirao sam da je sve u stvari isto, samo su meni u glavi bili elektromagnetni talasi, njemu fluidi u pokretu, a ista matematika je to objasnjavala.
Onda sam intenzivirao razmisljanje na tu temu i ukapirao da kada fluid tece i izazove vrtlog, to je isto kao i kad elektricno polje tece pa izazove magnetno polje.
E sad, posto se ovo magnetno polje moze definisati vektorom, ja od tada stalno zamisljam u glavi neki vektor vrtloga, koji bi u odnosu na tok fluida bio isto sto i magnetno polje u odnosu na elektricno.

Sad je kasno, a sutra nastavljam da citam komentare sa uzivanjem...
Preporuka za tekst...

dali76 08:50 06.02.2011

pitanje

Imam jedno pitanje profesore.
U politickoj nauci status quo se gleda kao stanje stvari koje je izuzetno tesko promeniti.
Naime postoji cela shema sferne geometrije gdje se poziciraju pozicije veto players unutar institucija , ideoloska distance izmedju njih I naravno pozocija statusa quo koji se moze ili ne moze pomeriti.
George Tsebelis je pisao , koga interesuje vise u knjizi veto players.
Sve u svemu mene interesuje da li je u fizici (mislim na2 njutnov zakon , stanje mirovanja to prirodno stanje.
Odnosno da li svako telo na kraju ipak tezi , racunajuci prije svega na sile gravitacije ,tom stanju mirovanja.
Kao totalni laik iz fizike nesto sam mislio da postoji parlela I da svako tijelo se na kraju ipak zaustavi , naravno u zavisnosti od sile koja je to isto telo pomerila iz statusa quo.
Izvinjavam se na trolu..

nsarski 09:02 06.02.2011

Re: pitanje

Sve u svemu mene interesuje da li je u fizici (mislim na2 njutnov zakon , stanje mirovanja to prirodno stanje.

Pa, prirodno stanje tela - u odsustvu sila - je da zadrzi stanje kretanja koje ima. (To je prvi Njutnov zakon). Sada, mirovanje je relativan pojam. Krava koja lezi na livadi miruje, ali ako je posmatramo iz voza koji tuda prolazi, onda se krece.
Dakle, prirodno stanje je da se ne menja kolicina kretanja. Kada ta kolicina kretanja pocne da se menja, tu promenu moze da izazove samo neka spoljasnja sila (i to je drugi Njutnov zakon - da je promena kolicine kretanja srazmerna sili).

dali76 09:15 06.02.2011

Re: pitanje

hvala.
ako je zbir sila koje deluju na jedno telo jednak nuli status quo ostaje.
policija je upotrebila silu da bi se suporstavila sili demonstranata ; dok god je zbir sila policija i demonstranta jednak nuli status quo se ne dira :)
hvala profesore.

gordanac 09:19 06.02.2011

: pitanje

dali76
Imam jedno pitanje profesore.
U politickoj nauci status quo se gleda kao stanje stvari koje je izuzetno tesko promeniti.
Naime postoji cela shema sferne geometrije gdje se poziciraju pozicije veto players unutar institucija , ideoloska distance izmedju njih I naravno pozocija statusa quo koji se moze ili ne moze pomeriti.
George Tsebelis je pisao , koga interesuje vise u knjizi veto players.
Sve u svemu mene interesuje da li je u fizici (mislim na2 njutnov zakon , stanje mirovanja to prirodno stanje.
Odnosno da li svako telo na kraju ipak tezi , racunajuci prije svega na sile gravitacije ,tom stanju mirovanja.
Kao totalni laik iz fizike nesto sam mislio da postoji parlela I da svako tijelo se na kraju ipak zaustavi , naravno u zavisnosti od sile koja je to isto telo pomerila iz statusa quo.
Izvinjavam se na trolu..

ej, nsarski
mogu ja ovde da nastavim troll sa pokušajem odgovora štovanom blogeru dali76?
osnov troll-a OVDE

p.s.
ne bi bilo dugačko, a za to da ne bi bilo i dosadno - ne garantujem, naravno

dali76 09:42 06.02.2011

Re: : pitanje

hvala Gordanac.
a taman podjoh na spavanje :))

gordanac 09:59 06.02.2011

: : pitanje

dali76
hvala Gordanac.
a taman podjoh na spavanje :))

I sutra je novi dan, komotno na spavanje :))

Tvoje pitanje (otprilike) ima odgovor da politika korisiti fiziku i matematiku (iteksko! - meknows

), ali ne oblasti fizike (matematike) koje pominješ ili metafore koje si upotrebio, već statističku fiziku i teoriju haosa (nelinearnu dinamiku). Samo izgleda "odbijajuće" i komplikovano za ljude koji možda nemaju formalno matematičko ili fizičarsko obrazovanje, ali - savladivo je i prilično zanimljivo, ako mene pitaš, naravno.
Evo ti za dobro jutro (sutrašnje tebi, u USA tek stiže 6. februar koji je na našim vestima - preskočen :))

Dirk Helbing:Quantitaive Sociodynimics

Colbaugh&Glass: Predictive Analysis for Social Processes

Philip Mirowski: More Heat than Light

Joshua H. McManusSmall physics in social change: Chattanooga's visioning process

freeconstantinople 10:07 06.02.2011

Re: pitanje

Dakle, prirodno stanje je da se ne menja kolicina kretanja. Kada ta kolicina kretanja pocne da se menja, tu promenu moze da izazove samo neka spoljasnja sila (i to je drugi Njutnov zakon - da je promena kolicine kretanja srazmerna sili)

njutn je u Principia M... koristio d(mv) umesto kako su nas u školi učili mdv i negde naslutio relativnost

gordanac 10:15 06.02.2011

: pitanje

freeconstantinople
Dakle, prirodno stanje je da se ne menja kolicina kretanja. Kada ta kolicina kretanja pocne da se menja, tu promenu moze da izazove samo neka spoljasnja sila (i to je drugi Njutnov zakon - da je promena kolicine kretanja srazmerna sili)

njutn je u Principia M... koristio d(mv) umesto kako su nas u školi učili mdv i negde naslutio relativnost

Ne, ne Newton. tu ideju nam je ostavila:
Marquise du Châtelet, Gabrielle Émilie le Tonnelier de Breteuil (poznata kao Volterova Émilie du Châtelet)
koja je prevela na francuski radove koje je Newton imao u to doba (i danas se koriste njeni prevodi)

blogovatelj 15:24 06.02.2011

Re: pitanje

njutn je u Principia M... koristio d(mv) umesto kako su nas u školi učili mdv i negde naslutio relativnost

Iz dinamike sam ucio da Njutn uopste nije postavio jednacine svojih zakona, vec ih je recima, na latinskom, opisao.
Kasniju matematicku formulaciju Njutnovih zakona je uradio Ojler.
Ako je verovati recima mog stovanog profesora, akademika Vujanovica.

jinks 09:07 09.02.2011

Re: : : pitanje

Tvoje pitanje (otprilike) ima odgovor da politika korisiti fiziku i matematiku (iteksko! - meknows ), ali ne oblasti fizike (matematike) koje pominješ ili metafore koje si upotrebio, već statističku fiziku i teoriju haosa (nelinearnu dinamiku).

Gordanac i Dali hvala na interesantnim linkovima. Negde sam cuo da se u analizi drustvenih procesa koristi i oblast psiho-fizike, u kojoj se izmedju ostalog psihicki procesi kod ljudi pokusavaju delom objasniti fizickom analizom, fizickim modelovanjem, sistema percepcije kod coveka ...

Mozda postoji pokusaj da uspostavi, analogno tome, i korelacija izmedju psiholoskih procesa drustva (sto u sustini mozda i predstavljaju gotovo svi drustveni procesi) sa drustvenim sistemima percepcije.

gordanac 08:55 06.02.2011

datumska...

...turbulencija na stranici info b92 (troll za apel: "šta se desilo 6.februara, neka turbulencija ga progutala, pa se nije ni dogodio?" :))

myredneckself 09:07 06.02.2011

Re: datumska...

gordanac
...turbulencija na stranici info b92 (troll za apel: "šta se desilo 6.februara, neka turbulencija ga progutala, pa se nije ni dogodio?" :))

Pa da, preskočili i rođendan Boba Marlija (6.2.1945.)

Nastavak trola, sorry, jače je...veselo, veselo

mirelarado 09:33 06.02.2011

Re: datumska...

myredneckself
gordanac
...turbulencija na stranici info b92 (troll za apel: "šta se desilo 6.februara, neka turbulencija ga progutala, pa se nije ni dogodio?" :))

Pa da, preskočili i rođendan Boba Marlija (6.2.1945.)
Nastavak trola, sorry, jače je...veselo, veselo

Неодољиви зов трола...

И физика каже да је промена кретања могућна.

gordanac 11:53 06.02.2011

: datumska...

...turbulencija - rešena!
:))
vraćen nam je 6.februar
zahvaljujem u ime svega što se ikada, turbulentno ili ne - dogodilo danas
(bob marley included)

gordanac 20:16 06.02.2011

eh, datumi...

...napustio nas danas Gary Moore, 4 april 1952. - 6 februar 2011. :(

cult 20:58 06.02.2011

Re: eh, datumi...

krkar 11:40 06.02.2011

Laminarnost, tok, turbulencija

Kod klasičnog leta problem turbulencije najčešće se javlja kao problem opstrujavanja, drugi povezani problem je problem vibracija odnosno treperenja.

Kod klasičnog krila najstarijih aviona nijedan vid turbulencije nije bio izražen jer su brzine bile male, krila tanka - čime je i ukupna količina poremećenog vazduha relativno mala, avioni laki i uglavnom višekrilci - lime je malo i specifično opterećenje.

Negde oko 1930, kad su brzine leta prešle 400 km/h, letači i konstruktori postali su svesni problema turbulencije, polako i najčešće bolno. Kod svakog krila i uostalom kod svakog relativno aero/hodro-dinamički oblikovanog tela koje se kreće kroz fluid, do neke brzine fluid opstrujava telo pravilno i granični sloj fluida "zalepljen" je za telo sve do kraja i turbulencija se javlja tek IZA tela, kad se susretnu slojevi fluida koji su opstrujavali različite površine tela, kod krila to su gornja i donja strana.

Međutim, kako se povećava brzina, tako za dati oblik i materijal (kod materijala su primarne čvrstina i, još više, finoća obrade) dolazi do turbulencije negde na samom aerodinamičkom telu. Za krilo to je gornja strana (gornjaka). Tipičan slučaj je da fluid pravilno opstrujava gornjaku do, recimo, 2/3 a onda se javljaju turbulencije i problemi. Na mestu gde se granični sloj odvaja od gornjake stvara se front, sa zonom visokog pritiska koja se odvaja od krila i zonom potpritiska u kojoj je tok turbulentan i koja je pri krilu. Ovaj turbulentni tok u suštini dovodi do tri problema: prvo, smanjuje ukupnu efikasnost krila, tj. smanjuje ukupnu silu uzgona, drugo, drastično smanjuje efikasnost aerodinamičkih komandi na izlaznoj ivici krila (zakrilca, eleroni) jer se one odjednom, umesto da budu unutar laminarnog toka za koji su dimenzionisani i projektovani, nađu u vrlo neuniformnom sloju gde njihova efikasnost drastično opada. Treći problem su vibracije koje nastaju usled naglog narušavanja opstrujavanja i koje se prenose na celu konstrukciju krila pa i aviona u celini.

Prvi način rešavanja ovog problema bilo je povećavanje finoće završne obrade aerodinamičkih površina. Najstariji avioni imali su drveni okvir preko kojeg je bilo razapeto laneno platno ukrućeno potapanjem u boju; za te uslove leta (brzine i opterećenja) platno je bilo dovoljno nepropusno, fino, čvrsto i kruto. Međutim kod većih brzina platno je prvo počinjalo da vibrira a i finoća sloja boje nanesene na tkano platno bila je nedovoljna za održavanje laminarnosti toka pri povećanju brzine. Tada počinju da se koriste metalne oplate koje daju veću čvrstoću i finoću završne obrade. Upravo potreba da se dobije što glatkije krilo je razlog što su avioni dugo bili neobojeni, samo visokopolirana aluminijumska legura. Tek kasnije stvorene su boje koje daju dovoljnu finoću završnog sloja.

Koliko laminarnost toka zavisi i od najmanje nepravilnosti u opstrujavanju najbolje pokazuje primer zakovica. Nekada su se za spajanje metalne oplate na noseću konstrukciju koristile zakovice običnog tipa, sa poluokruglom glavom. Međutim, kako se turbulencija stvara upravo na mestima svake nesavršenosti u toku, uočeno je da se pri brzinama od otprilike 600 km/h ni na koji način sa takvim zakovicama ne može održati laminarnost graničnog sloja. Rešenje su bile zakovice sa upuštenim glavama, koje "ne vire" iz oplate.

Kod daljeg povećavanja brzine javljali su se i dodatni problemi, kao što su potpritisak na izlaznoj ivici, podužno pomeranje graničnog sloja (posebno kod strelastih, zakošenih, krila kakva je danas većina kod komercijalnih aviona, deo vazduha koji opstrujava krilo pomera se ne samo unazad nego i na spoljnu stranu aeroprofila te se na krajevima krila stvara dodatna turbulencija koja ume da izazove kritične vibracije i lom krila, 40-ih i 50-ih godina eksperimentalni avioni su usled ovog tipa vibracija padali kao kruške). Rešenje je bilo u postavljanju "taraba", zidića koji idu upravno na tok vazduha i koji sprečavaju da se tok slobodno pomera ka vrhu krila. Problem stvaranja turbulencije na izlaznoj ivici rešavan je ugradnjom raznoraznih aerodinamičkih dodataka (tzv. šargarepe) koje su slušile da lokalno produže zonu laminarnosti do iza krila i da se zona u kojoj se javlja nagla turbulencija što više udalji od samog krila.

Danas je na nivou pojedinačnog aviona ovaj problem uglavnom dobro poznat i uglavnom uspešno rešen, no vrlo je izražen kod letenja u grupi ili kod letenja aviona jednog za drugim. Avioni u poletanju, koje je inače jedna od dve najkritičnije faze leta, stvaraju iza sebe vrtloženje i zonu turbulentnog vazduha. U principu, što veći (i brži) avion - to veća zina nestabilnosti ostaje iza njega i duže opstaje. Zato postoje propisi o minimalnom vremenskom razdvajanju pri poletanju za svaki tip aviona. Za mali Boeing 737 koji poleće sa iste piste i u istom smeru iza velikog Boeinga 747 to vreme je oko 4 minuta

freehand 12:00 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

zakovica. Nekada su se za spajanje metalne oplate na noseću konstrukciju koristile zakovice običnog tipa, sa poluokruglom glavom. Međutim, kako se turbulencija stvara upravo na mestima svake nesavršenosti u toku, uočeno je da se pri brzinama od otprilike 600 km/h ni na koji način sa takvim zakovicama ne može održati laminarnost graničnog sloja. Rešenje su bile zakovice sa upuštenim glavama, koje "ne vire" iz oplate.

Zato su beše Amerima popadale vilice kad su pogledali konstrukciju MiG-a 25 kad su ga se, onomad, šezdestih godina dokopali po bekstvu dvojice sovjetskih pilota u Japan...
Taj je leteo 3 maha. sa sve zakovicama

docsumann 12:03 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

Zato su beše Amerima popadale vilice kad su pogledali konstrukciju MiG-a 25 kad su ga se, onomad, šezdestih godina dokopali po bekstvu dvojice sovjetskih pilota u Japan...
Taj je leteo 3 maha. sa sve zakovicama

gospodin_ne 12:14 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

vreme je oko 4 minuta

2 do 3 NM

Mala koreografija...

princi 12:27 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

U novije vreme se koristi tzv shark coating, tj riblet tehnologija kojom se vrsi aktivno smanjivanje uspora, povecanje uzgona (i usteda goriva). Znam da su s tim eksperimentisali tokom projektovanja A 320, ali ne znam dokle se stiglo u prakticnoj primeni i da li 320-ice koriste ove lakove.

Sto se bekstva Rusa tice to nije bilo 60-tih nego 76. A Ameri su obesili vilice ne toliko zbog zakivaka i 3 maha, nego zbog legura za koje pre toga nisu znali ni da postoje.

freehand 12:28 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

docsumann
Zato su beše Amerima popadale vilice kad su pogledali konstrukciju MiG-a 25 kad su ga se, onomad, šezdestih godina dokopali po bekstvu dvojice sovjetskih pilota u Japan...
Taj je leteo 3 maha. sa sve zakovicama

Trolčić mali - ali jedva čekam da vidim ovaj kineski stelt, model "Bu djan ow tzy".

49 41 15:56 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

docsumann
Zato su beše Amerima popadale vilice kad su pogledali konstrukciju MiG-a 25 kad su ga se, onomad, šezdestih godina dokopali po bekstvu dvojice sovjetskih pilota u Japan...
Taj je leteo 3 maha. sa sve zakovicama

Na MIG-25, nisu zakovice; varilacka tehnika.
Od elektonike u kobinaciji su bile lampe, koje smo imali u svojim starim radioaparatima-Tesla, Philips,...

Svi su se smejali, koji su pohrlili u Japan; pa i ja citajuci o tome.

Medjutim, sad mi nije smesno; posle tolikih godina.

krkar 15:57 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

Taj je leteo 3 maha. sa sve zakovicama

Nije baš tako... ali lepo zvuči priča.

Razlika je u pristupu konstruisanju aviona a taj pristup savršeno odražava prirodu društva a još više proizvodnih odnosno vlasničkih odnosa u društvu.

U SAD nosioci razvoja - i proizvodnje zbog koje se sve u suštini i radi - su privatne firme čiji je interes da uvećaju sopstvenu vrednost i gde je vrlo lako izračunati troškove i zaradu, uloženo i dobijeno... Zato je američki pristup uvek bio visokotehnološki jer se svakoj firmi isplati da razvija nove tehnologije (dok god trošak može da se prebaci na nekog drugog). Tehnologija ostaje firmi i ona može da je koristi u ostalim programima. Firma tehnologiju nije dužda da deli sa bilo kime te zato može da razvija one tehnologije koje može i u nečemu drugom da upotrebi, ne nužno onu koja bi bila idealna za određeni proizvod ali slabo promenljiva na druge.
Druga fundamentalna razlika je pristup korišćenju i održavanju: SAD su uvek u normalnim okolnostima imale profesionalnu vojsku pa se kod svake tehnologije nastojalo da se što više smanji odnos sati održavanja prema satima korišćenja, dok su Rusi imali praktično neograničenu i praktično besplatnu regrutnu radnu snagu. Američkom proizvođaču aviona isplati se da u napravi sistem gde je održavanje zasnovano na što manjem broju radnih sati uz što veću primenu specijalizovanih alata i instrumenata - jer te alate i instrumente prodaje sama a radnici na održavanju su skupi - bili civili ili vojska. Rusi, naprotiv, imaju ohoho ljudskih resursa ali njihov prosečni nivo obučenosti je jako nizak i zato su uvek težili maksimalnom pojednostavljenju postupaka održavanja bez obzira na broj sati.

Samo kao primer: američki borbeni avion F-4 Fantom u kasnijim verzijama, kad se ispeglaju svi početni problemi i prebole dečje bolesti, na svaki sat leta u borbenim uslovima između dva remonta imao je prosečno 5 čovek-sati održavanja (pregledi, intervencije, dopuna goriva, municije itd). Avion iste generacije ali daleko manji i tehnološki jednostavniji, MiG-21 imao je najmanje 22 čovek-sata održavanja. I svi su bili zadovoljni.

Razlika je još izraženija u pristupu kod konstruisanja. Amerikanci su uvek težili da imaju apsolutnu međusobnu zamenljivost svih delova - da svaki deo može sa svakog aviona biti skinut i ugrađen na bilo koji drugi avion istog tipa. To značajno olakšava logistiku, održavanje itd.

Rusi su imali potpuno drugi pristup. Njima je iz politilkih, strateških i ekonomskih razloga uvek bilo bitno da najmanje 3 a često i više fabrika proizvodi isti avion i razlike su bile neminovne a o međusobnoj zamenljivosti podsklopova nije moglo biti ni reči. No Ruse uopšte nije bilo briga jer u njihovom sistemu, gfde nije postojao pojam tržišne cene, oni su mogli sebi da dozvole da proizvode daleko više aviona nego što im je operativno potreno i da značajan deo bude na remontu. Jednostavno - imalo se, moglo se.

U najkraćem, ruski princip bio je generalno zasnovan na malom broju inovacija upakovanih u relativno poznat i razrađen paket uz primenu sirove snage gde god su finese skuplje. Opet - imalo se, moglo se.

Postoji jedan poznat slučaj kada su Amerikanci došli do dva aviona MiG-21 verzije PFM. Znali su da je PFM poboljšani PF koji su već imali i detaljno proučili. Posle ciklusa ispitivanja u letu Amerikanci su oba aviona rastavili i analizirali. I primetili su da je kod verzije PFM korišćeno oko 15% manje zakovica za učvršćenje oplate na krilu ali nisu znali zašto. Analizirali su materijal zakovica, materijal oplate ... i ništa im nije bilo jasno. Dodatno, kad su sklapali avione pokušali su da na krilo jednog aviona stave oplatu drugog - i rupe se nisu 'gađale', pa su i tu analizirali... Dumali, dumali... i ničevo nje pridumali.

Misterija je rešena kad im je 15 godina kasnije neko prebegao i objasnio: PFM je rađen u fabrici u Bakuu a PF u Moskvi. Pošto je direktor fabrike u Moskvi bio nešto zeznuo, bio je na poslednjem upozorenju i dao je nalog da se sve jače učvrsti - i otud više zakovica.

A problem različitog rasporeda zakovica na PFM-u lako je objašnjen kad se saznalo da su na bušenju rupa za zakovice bili angažovani polaznici završne godine lokalnog avio tehnikuma kojima je to služilo kao praksa. Jednostavno: pravilo konstrukcije određivalo je minimalni broj zakovica za svaku zonu i princip zakivanja - a gde će tačno koja rupa da se izbuši zavisilo je od ruke nekog Sergeja ili Zinaide.

krkar 16:02 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

2 do 3 NM

Avion na ovoj tvojoj prvoj slici, koja je očigledno eksperiment, je relativno mali i vrlo spori poljoprivredni avion, najverovatnije poljski Dromader. Dim pokazuje razvoj turbulencije sa krajeva krila i iako je po fotografiji teško odretiti razmeru prvog i drugog plana - princip je vrlo jasno, školski, prikazan.

Na slici uz naslov je Boeing 737, daleko veći i brži avion, u realnim uslovima. A tek kad se radi o nečem još većem i bržem ... jadan onaj ko se nađe u toj crnoj rupi iza njega.

nsarski 16:17 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

A tek kad se radi o nečem još većem i bržem ... jadan onaj ko se nađe u toj crnoj rupi iza njega.

Svojevremeno je Airbus a380 napravio picvajz u Sidneju, kada je jedan mali avion iza njega poleteo, a nisu sacekali dovoljno dugo vremena. Od tada se vreme uzastopnih poletanja povecalo na bezbedni nivo. Takva turbulencija se, btw., zove wake turbulence. Evo celog teksta:
Fright in wake: Airbus in scare with turbo-prop at Sydney

krkar 16:20 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

Sto se bekstva Rusa tice to nije bilo 60-tih nego 76. A Ameri su obesili vilice ne toliko zbog zakivaka i 3 maha, nego zbog legura za koje pre toga nisu znali ni da postoje.

76, Belenko, sećam se kao klinac

Amere je iznenadilo da Rusi koriste toliku količinu titanijuma jer su mislili da Rusi nemaju tehnologiju za rafiniranje tolike količine, znali su da rude imaju koliko hoće. A iznenadili su ih i visoki metalurški standardi.

Ali u principu MiG-25 je bio sjajna ilustracija ruskog principa:

Preko brzine od otprilike 2,3 Maha, zagrevanje uzrokovano trenjem vatzduha toliko je da se više ne mogu koristiti uobičajene aluminijumske legure. Amerikanci su se sa tim problemom sreli kod čuvene Crne ptice (Lockheed SR-71/A-12 Blackbird). I Amerikanci su potrošili ogromne pare i prilično elegantno rešili problem i dobili avion koji je zaista leteo preko 3 Maha i još imao priličan dolet.

Rusi su to rešili 'na mišiće': jednostavno, bez obzira na cenu ugradili su za Amerikance neverovatne količine titanijuma na sva mesta gde je do zagrevanja moglo doći. Amerikanci su problem rešavali tako što su nalazili razne načine da gde god je to moguće smanje zagrevanje, i kao rezultat često dobijali skupa i komplikovana rešenja. Rusi su jednostavno nabili svuda titanijum, međutim kako su te legure imale manju čvrstoću i nosivist od standardnih - povećala se i težina aviona. što su Rusi opet rešili na tipično ruski način - nabili još jače motore...

Na prvi pogled ruski pristup deluje jeftinije i efikasnije ali nije nužno tako, jeftiniji je samo zato što je pojam cene u SSSR imao sasvim drugo značenje. Realnu proizvodnu cenu bilo čega nije bilo moguće izračunati, a kad bi se i izračunala možda uopšte ne bi bila niža od cene odgovarajućeg američkog proizvoda, pogotovu kad se uzme u obzir ceo radno-životni ciklus sistema (troškovi razvoja, proizvodnje, uvođenja u upotrebu, eksploatacije, demontaže...). Ali to je bila utopija i pojam cene nije postojao.

Da ne ispadne da su Rusi pametniji, i oni se ponekad pređu u računici. Čak i češće nego Amerikanci, samo što su oni, upravo zbog nepostojanja pojma realne novčane vrednosti uvek za svaki sistem imali više rešenja i odabirali ono koje im je u tom trenutku najviše odgovaralo, ne nužno najjeftinije ili najbolje.

Jedan od većih ruskih promašaja je nadzvučni putnički avion, a taj promašaj prouzrokovan je baš tehnološkim qrčenjem:

Rusi su u tom trenutku očigledno imali razvijeniju metaluršku tehnologiju specijalnih legura. I kad su pravili Tu-144, rešili su da 'kostur' aviona bude zakačen na ogromne grede od specijalnih legura, otprilike kao kičma na koju se kače rebra kabine i na njih oplata kao koža.

Francuzi i Englezi koji su istovremeno pravili Concorde nis imali ni približna metalurška znanja i odlučili su se da konstruišu klasičnu polunoseću konstrukciju: cilindrične segmente sa malim rebrima i ojačanjima koji se učvršćuju jedan za drugi, otprilike kao da se ređa čaša na čašu.

I kad se u eksploataciji pokazalo da se u tim dugim gredama javljaju mikropukotine usled zamora materijala (prilično uobičajena stvar u avijaciji usled cikličkih opterećenja) - upravo činjenica da je ceo avion bio sagrađen oko tih izrazito dugačkih greda nije dozvolila da se one zamene kad napuknu jer bi se praktično morao rastavljati i sastavljati ceo avion - što je bilo preskupo čak i za Ruse i oni su avion jednostavno ubili.

Odosmo u oftopik, ovo sve nije imalo puno veze sa turbulencijom.

krkar 16:28 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

Na MIG-25, nisu zakovice; varilacka tehnika.
Od elektonike u kobinaciji su bile lampe, koje smo imali u svojim starim radioaparatima-Tesla, Philips,...

Svi su se smejali, koji su pohrlili u Japan; pa i ja citajuci o tome.

Medjutim, sad mi nije smesno; posle tolikih godina.

Opet dobra ilustracija.

Rusi nisu imali dovoljno razvijenu tehnologiju poluprovodnika - a avion na brzini od 3 Maha i visini 20km potpuno je bezvredan bez radara određenih karakteristika.

U takvoj situaciji Amerikanci bi negde kupili tehnologiju ili bar osnove tehnologije pa pravili radar. Rusi su se okrenuli poznatoj lampaškoj tehnologiji. Samo, ništa nije xhabe:

prvo, dobili su vrlo veliki i težak radar. Prečnik nosa bio je za trećinu veći nego kod Amera, samim tim i otpori... znači opet treba jači motor - a da ne govorimo o problemima razvoja materijala za nosni konus koji mora da ima određena termička svojstva, čvrstoću, provodljivost...

drugo, lampe su izrazito osetljive na paljenje i gašenje i vibracije. Tako da se radar na MiG-25 palio na zemlji, proveravao, ako sve radi avionu se dozvoli poletanje. Ako ne, pali drugi... pa je zato trebalo imati daleko više aviona nego što bi Amerima bilo potrebno. Pored toga, zbog vibracija u letu a posebno pri poletanju i sletanju radar je morao da se demontira i remontuje na svakih 5-6 letova, što je za Amerikance bilo nečuveno.

I na kraju, i jedni i drugi su u svakom trenutku imali onoliko aviona u upotrebi koliko su mislili da im treba. I svako je bio zadovoljan.

Samo što realnu cenu za MiG-25 do dana današnjeg niko ne ume da izračuna.

krkar 16:31 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

Svojevremeno je Airbus a380 napravio picvajz u Sidneju

Stalno se prave ti pičvajzi samo što većina uopšte ne stigne do 'opštih' medija.

Mene je jednom tako bacila turbulencija od običnog poljoprivrednog aviona koji je proleteo nekoliko minuta ranije sa fotografima da me skoro zalepila za zemlju, naročito što nisam očekivao. Posle sam se klonio k'o đavo od krsta.

freehand 16:55 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

krkar
Na MIG-25, nisu zakovice; varilacka tehnika.
Od elektonike u kobinaciji su bile lampe, koje smo imali u svojim starim radioaparatima-Tesla, Philips,...

Svi su se smejali, koji su pohrlili u Japan; pa i ja citajuci o tome.

Medjutim, sad mi nije smesno; posle tolikih godina.

Opet dobra ilustracija.

Rusi nisu imali dovoljno razvijenu tehnologiju poluprovodnika - a avion na brzini od 3 Maha i visini 20km potpuno je bezvredan bez radara određenih karakteristika.

U takvoj situaciji Amerikanci bi negde kupili tehnologiju ili bar osnove tehnologije pa pravili radar. Rusi su se okrenuli poznatoj lampaškoj tehnologiji. Samo, ništa nije xhabe:

prvo, dobili su vrlo veliki i težak radar. Prečnik nosa bio je za trećinu veći nego kod Amera, samim tim i otpori... znači opet treba jači motor - a da ne govorimo o problemima razvoja materijala za nosni konus koji mora da ima određena termička svojstva, čvrstoću, provodljivost...

drugo, lampe su izrazito osetljive na paljenje i gašenje i vibracije. Tako da se radar na MiG-25 palio na zemlji, proveravao, ako sve radi avionu se dozvoli poletanje. Ako ne, pali drugi... pa je zato trebalo imati daleko više aviona nego što bi Amerima bilo potrebno. Pored toga, zbog vibracija u letu a posebno pri poletanju i sletanju radar je morao da se demontira i remontuje na svakih 5-6 letova, što je za Amerikance bilo nečuveno.

I na kraju, i jedni i drugi su u svakom trenutku imali onoliko aviona u upotrebi koliko su mislili da im treba. I svako je bio zadovoljan.

Samo što realnu cenu za MiG-25 do dana današnjeg niko ne ume da izračuna.

Znam ja da bi trebalo malo da se podsetim pre nego što napišem odgovor;
svejedno, treba reći da su se inače ta dva aviona (MiG 25 i SR 71) godinama takmičili obarajući svetske rekorde u brzini horizontalnog leta i plafonu leta.
A kad pominjemo promašaje i cene - evo dobrog primera:
P.S. Krkare, hvala na dopunama. BTW - nikad mi nije bila jasna hrabrost koja je opredelila da se Foxbat braći Arapima da na upotrebu.

docsumann 17:17 06.02.2011

Lockheed SR-71 Blackbird

krkar & freehand

kačite malo slike

blogovatelj 17:32 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

kačite malo slike

Kacite malo i muzike...

freehand 17:46 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

docsumann
krkar & freehand

kačite malo slike

Evo, mada stavih link:

Jedna od najfascinantnijih čeličnih ptica ikada napravljenih.
i promašaja.

krkar 17:51 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

Jedna od najfascinantnijih čeličnih ptica ikada napravljenih.
i promašaja.

Ptica uopšte nija bila tehnološki promašaj. Samo se u međuvremenu promenila taktička koncepcija... a i lobiji.

Nego, baš je XB-70 izvrstan primer turbulencije, tačnije gubitak drugog prototipa u sudaru sa F-104 tokom bezazlenog fotografskog leta za potrebe proizvođača motora.

Mali Starfighter, sa jednim od najiskusnijih američkih probnih pilota, uleteo je u turbulenciju vrha krila velike Valkire (ono sa ovih slika koje su okačene na temi) i ona ga je jednostavno podigla, okrenula i poleđuške bacila na bombarder.

krkar 17:53 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

Jedna od najfascinantnijih čeličnih ptica ikada napravljenih.
i promašaja.

lakipingvin 18:07 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

http://www.flightglobal.com/blogs/the-dewline/2011/02/video-b-1-tips-over-f-16.html

princi 18:09 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

U SAD nosioci razvoja - i proizvodnje zbog koje se sve u suštini i radi - su privatne firme čiji je interes da uvećaju sopstvenu vrednost i gde je vrlo lako izračunati troškove i zaradu, uloženo i dobijeno... Zato je američki pristup uvek bio visokotehnološki jer se svakoj firmi isplati da razvija nove tehnologije (dok god trošak može da se prebaci na nekog drugog). Tehnologija ostaje firmi i ona može da je koristi u ostalim programima. Firma tehnologiju nije dužda da deli sa bilo kime te zato može da razvija one tehnologije koje može i u nečemu drugom da upotrebi, ne nužno onu koja bi bila idealna za određeni proizvod ali slabo promenljiva na druge.
Druga fundamentalna razlika je pristup korišćenju i održavanju: SAD su uvek u normalnim okolnostima imale profesionalnu vojsku pa se kod svake tehnologije nastojalo da se što više smanji odnos sati održavanja prema satima korišćenja, dok su Rusi imali praktično neograničenu i praktično besplatnu regrutnu radnu snagu. Američkom proizvođaču aviona isplati se da u napravi sistem gde je održavanje zasnovano na što manjem broju radnih sati uz što veću primenu specijalizovanih alata i instrumenata - jer te alate i instrumente prodaje sama a radnici na održavanju su skupi - bili civili ili vojska. Rusi, naprotiv, imaju ohoho ljudskih resursa ali njihov prosečni nivo obučenosti je jako nizak i zato su uvek težili maksimalnom pojednostavljenju postupaka održavanja bez obzira na broj sati.

To je veliko pitanje- neki bi rekli da su nosioci razvoja privatne firme jer Kongresmeni zato mogu da maznu bolju lovu za nagradjivanje ugovora i slicnih sranja, :).

Inace se ne bih slozio da je nivo obucenosti Rusa nizak, nego su jednostavno nezainteresovani. Kod Rusa, slicno kao kod Japanaca, tehnicari u procesu izrade motora i aviona (i generalno prototipova) igraju mnogo vecu ulogu nego kod Amera- dok su kod Amera tehnicari, mahom, bezumna, jeftina, izmenjiva i potrosna radna snaga i dok se gro posla i projekta zavrsava u projektnom birou, kod Rusa (i Japanaca) tehnicari su znatno cenjeniji, i oni aktivno ucestvuju u procesu projektovanja i izrade novih postrojenja. To cesto dovodi do toga da su projekti cesto poluzavrseni i nedojebani i sa kardinalnim greskama po pitanju osnovnih principa sto, naravno, dovodi do katastrofalnih posledica- kod Japanaca perfekcionista je to znatno manje slucaj (mada se i njima desavaju, doduse, znacajno manje publikovani, kiksevi).

Medjutim, to ponekad moze dovesti i do brilijantnih resenja, koja inzenjerima u projektnim biroima jednostavno ne padaju na pamet: cuven je primer staged combustion cycle raketnih motora, koje je Kuznjecov razvio za neuspesni ruski Lunar N1 program. Te rakete su koristile N2O4/UDMH propelant koji je izuzetno efikasan ali i vrlo zapaljiv. Svi zapadni razvojni centri (ukljucujuci sve NASIne subcontractore) su zbog te zapaljivosti odbacili taj propelant- to je, naravno, znacajno smanjivalo boost raketa i payload koji su mogli da ponesu u svemir (vazno i zbog satelita i opreme). Kad je Lockheed 1990. nabasao na Kuznjecova i njegov SNTK, u Americi je nastao pravi sok: kako to da posle toliko desetina milijardi potrosenih dolara nisu uspeli da razviju nesto sto su Rusi imali jos 1963? Rusi su jednostavno koristili titanijumske legure koje su mogle da izdrze izuzetno visoke temperature, sto Amerima uopste nije padalo na pamet- predlozi za koriscenje legura, kao i mesta na kojima su se koristila su uglavnom dolazili od strane tehnicara koji su te motore izradjivali (a koji su imali ogromno iskustvo iz rada na drugim ruskim programima). Ameri su odmah preko Aerojeta kupili boostere od Kuznjecova, i ugradili ih u Atlas III i Atlas V rakete, a posle su ih koristili i za Space Shuttle-ove- to im je bio dosta veliki tehnoloski samar, i to u jeku dot.com buma 90-tih. Naravno, to je sve brzo i efikasno zatomljeno i o tome se vrlo malo pisalo. Evo, ovde ima ponesto o tome, a cini mi se da je i BBC (ili to bese Channel 4) svojevremeno o istoj stvari napravio sjajnu emisiju (Englezi, po obicaju, vole kad Ameri ispadnu glupi, bilo u vicu, bilo u stvarnom zivotu).

freehand 18:19 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

Pogledati i ovo malo, naročito deo o Belenkovom sletanju u Japan.
Kao da se ipak pominju zakovice na Mig 25 koji su Amerikanci dobili na kupusanje i proučavanje.

krkar 18:45 06.02.2011

Re: Laminarnost, tok, turbulencija

P.S. Krkare, hvala na dopunama. BTW - nikad mi nije bila jasna hrabrost koja je opredelila da se Foxbat braći Arapima da na upotrebu.

Sirijci su imali 3-4 pilota koji su stalno leteli MiG-25, Libijci možda 2. Svi ostali letovi bili su sa sovjetskim pilotima, posebno kad je bila prava frka.

Sve za pare

49 41 19:30 06.02.2011

Re: Lockheed SR-71 Blackbird

docsumann
krkar & freehand

kačite malo slike

$12.000/h

docsumann 11:48 06.02.2011

Natjerah sebe

da ponovo prelistavam dijelove knjige (koju smo već spominjali "Haos" od Džejms Glajka ), a koji se bave upravo problemima turbulencije ... i svašta tamo nađoh.
Do 70-tih godina prošlog vijeka kao najbolji opis mehanizma dešavanja turbulencije važila je teorija Rusa L.D. Landaua po kojoj se sa svakim novim priticanjem energije u sistem javljaju i nove frekvencije, od kojih je svaka nekompatibilna sa predhodnim. Ovo dovodi do nagomilavanja i preklapanja unutrašnjih kretanja koje na kraju dovode do pojave turbulencije.
Iako matematički neformulisana ova teorija je davala najzadovoljavajući opis onoga šta se realno dešava.

Eksperiment koji su 1973 izveli Hari Svini i Džeri Golab sa vodom između koncenričnih cilindričnih zidova, od kojih se spoljašnji rotira, a unutrašnji je fiksan, doveo je do preokreta u tumačenju mehanizma nastanka turbulencije. Uslijed brzine rotacije spoljnjeg zida dolazi do formiranja toka vode u vidu vertikalno razdjeljenih slojeva (prstenova). Daljim povećavanjem brzine broj prstenova se uvećava. U jednom trenutku, prstenovi će početi da se mreškaju. Precizno mjerivši brzinu vode, laserom, pri svakom usložnjavanju stanja, Svini i Golab su uočili da se turbulencija pojavljuje naglo (iznenada) bez da se može uočiti postupnost njenog nastajanja.
Ovim je pokazano da objašnjenje turbulencije kao akumuliranja neskladnih frekvencija u fluidu nije prihvatljivo.

Godine 1977., polazeći od ovih otkrića, Artur Libhaber je izvršio eksperiment u kojem je kao opitni fluid koristio helijum, a kao promjenljivi parametar temperaturu. Izradivši minijaturnu i preciznu aparaturu, koja mu je omogućila posmatranje ponašanja vrlo male količine tečnog helijuma u kvadratičnom sudu potopljenog u tečni azota (kao toplotnom izolatoru) pri izlaganju promjeni temperature od samo nekoliko hiljaditih dijelova stepena.
Oblik i dimenzije suda su uslovljavale da minimalna povećanja temperature dovode do formiranja dva vertikalno postavljena cilindrična toka helijuma (kao dvije položene viršle postavljene jedna na drugu). Ovi razdjeljeni tokovi imaju smjer rotacija kao spregnuti zupčanici, gornji se okreće u smjeru kazaljki na satu, a donji suprotno od toga. Dalja povećanja temperature kojoj je fluid izložen dovodila su do pojave nelinearnosti u njegovoj struji (u vidu mreškanja - teturanja) koje se očitavalo kao promjena temperature, a koja se mjerila minijarurnim termometrima ugrađenim u poklopac suda.
Sva očitavanja su zapisivana automatskom pisaljkom, tako da se kao očitavanje dobijao frekventni dijagram oscilovanja temperatura. Ključna stvar kod ovog eksperimenta bili su pikovi koji su se pojavljivali potpuno u skladu sa Fajngebaumovim principom univerzalnosti, jednom od krucijalnih postavki vezanih za teoriju haosa.

E, dosta za sada ...

nsarski 14:35 06.02.2011

Re: Natjerah sebe

Eksperiment koji su 1973 izveli Hari Svini i Džeri Golab sa vodom između koncenričnih cilindričnih zidova, od kojih se spoljašnji rotira, a unutrašnji je fiksan, doveo je do preokreta u tumačenju mehanizma nastanka turbulencije. Uslijed brzine rotacije spoljnjeg zida dolazi do formiranja toka vode u vidu vertikalno razdjeljenih slojeva (prstenova). Daljim povećavanjem brzine broj prstenova se uvećava. U jednom trenutku, prstenovi će početi da se mreškaju. Precizno mjerivši brzinu vode, laserom, pri svakom usložnjavanju stanja, Svini i Golab su uočili da se turbulencija pojavljuje naglo (iznenada) bez da se može uočiti postupnost njenog nastajanja.

To sto je Swinney radio se zove "onset of turbulence" i on je to posmatrao kod tzv. Taylor-Couette flow izmedju dva cilindra. Ja sam vise puta imao priliku da Swinney slusam na predavanjima, da gledam filmove koje je snimio u labu, i ti njegovi eksperimenti su zaista sjajni bili. Medjutim, vec posle drugog ili treceg koraka nestabilnosti nije vise mogao da se prati razvoj turbulencije.
On je to radio s tacke gledista razvoja haosa, i hteo da potvrdi tzv. Ruelle-Takens scenario razvoja haosa. U tome je bio uspesan, ali kompletnu turbulenciju nije mogao da prati.
U svakom slucaju, njegovi eksperimenti su bili presudni da se turbulencija proucava u okviru teorije haosa, fraktala, itd.
Hvala na podsecanju.

quickspacemantra 11:50 06.02.2011

...

Letechi paraglajdere, koji su koncepcijski sliccni rassirenim krilima ptice (ccovek je paraglajderu ssto i trup ptici) i lete minimalnim aerodinamicckim brzinama, razvija se vrlo intiman odnos prema turbulenciji (vazduha).
Turbulencija omoguchava pravo letenje - turbulentno uzlazno kretanje vazduha koristi se za namicanje visine (termiccka konvekcija vazduha). Istovremeno, predstavlja smrtnu opasnost za paraglajderiste, ccije vazduhom ispunjeno krilo mozze potpuno onesposobiti - na malim visinama nastaje iza fizicckih prepreka pri tlu, kao na Leonardovim crtezzima koje prikazujete. Kako se penjete visse (za paraglajdere, do oko 4500m), vrste opasnih turbulencija se mnozze.
Ovaj odnos prema turbulenciji koji opisujem intenzivan je i uzbudljiv. Zahteva i prouccavanje i intuiciju. Ljubav i strahoposstovanje, isprepleteni u istom toku, nerazdvojivo.

Izuzetno zanimljiv tekst, hvala!

Q

zoja444 12:01 06.02.2011

Re: ...

ja sam se vozila motornim zmajem.
nikad vise ne bih.
to je leteci motokultivator.

krkar 16:39 06.02.2011

Re: ...

Letechi paraglajdere,

Dobrodošao, koljega

Ja sam imao sreću da nikad nisam upotrebio padobran ali jednom je vrlo iskusni kolega na nepunih 100m ispred mene na prelazu između 2 termala, na inače idealnom terenu i po idealnom vremenu, doživeo potpuno neočekivani nagli slom uzgona i potpuni kolaps krila. Pošto je bilo očigledno da neće moći da se povrati, na visini od oko 300m aktivirao je padobran.

Sve analize upućivale su na specifičnu vrstu turbulencije, tzv. windshear, koji se često javlja bez ikakvih vidljivih znakova a i modeli za njegovo predviđanje još su vrlo nesavršeni.

quickspacemantra 20:11 06.02.2011

Re: ...

re Zoja: motorno letenje "is not my cup of beer".

re krkar: odgovor na PP.

Q

G r o f 12:57 06.02.2011

Pohvale za tekst...

jinks 13:48 06.02.2011

...

našeg razumevanja elementarnih čestica, prirodu gravitacije i nesimetriju materije i antimaterije, brzinu širenja svemira i ulogu tamne materije, usmerenost strelice vremena, itd

Šta je sa tamnom energijom (ako uopšte ovako i može da se postavi pitanje). Naime, u emisijama koje su puštane delom i povodom eksperimenata u Cernu, pominjali su trojstvo materija, antimaterija, energija ... i niko nije pominjao antienergiju, jer valjda ne postoji. Onda sam negde čuo i za pojam tamne energije ... kako bi taj pojam mogao da se definiše (rekli su da ona između ostalog doprinosi širenju kosmosa).

Kada je brzina toka relativno mala, jačina viskoznih sila je dovoljna da stabilizuje i priguši fluktuacije brzine u tečnosti, i tok je laminaran. Kada se brzina poveća, inercijalne sile dominiraju nad viskoznim, i nestabilnosti u tečenju fluida se ne mogu prigušiti, fluktuacije se amplificiraju, i tok postane turbulentan.

Opet neka automatika

. Da li tok fluida pri turbulenciji postaje nestabilan ili granično stabilan (oscilatoran, bez ili sa nekim malim prigušenjem). Po ilustraciji mi deluje kao da postaje oscilatoran, jer kao da u nekakvoj harmoniji vise kruznih kretanja fluid pokušava da usmeri i izdisipira veliku količinu energije, na ograničenom prostoru.

Kad je već pomenuta automatika, da li postoji problem turbulencije i u raketnim motorima, pošto sam čuo (bila je emisija o tome) da je u Rusiji razvijena neka super advanced tehnologija za zatvaranje povratne sprege (regulacije) procesa sagorevanja raketnog goriva. Možda su oni (nekom kombinacijom materijala i automatike na nivou mašinskih sklopova rakete ... ventili, pomoćne komore..) uspeli da stabilišu i priguše vrtloge gasova u raketnom motoru (za svemirske letelice) koje pominjete u kvotovanom delu teksta.

Takođe, problem vrtloga (pored klasike u F1) postoji i u elektroenergetici ... i zove se kavitacija lopatica turbine agregata u hidroelektranama ... koji se dešava zbog vrtloga vode na oštrici lopatica turbina, odnosno iza ivica lopatica.

I ovako, čisto zbog izgleda vrtloga, možda su i galaksije nastale kao kosmički vrtlozi, a možda su i sva nebeska tela nastala u centru nekih vrtloga kosmičke prašine. Možda je i materija nastala kao rezultat gomilanja energije na malom prostoru u nekoj vrtložnoj formi i po nekoj vrtložnoj dinamici.

docsumann 13:54 06.02.2011

Re: ...

Onda sam negde čuo i za pojam tamne energije ... kako bi taj pojam mogao da se definiše (rekli su da ona između ostalog doprinosi širenju kosmosa).

Tamna energija se smatra uzrokom progresivnog uvećanja stope širenja svemita tj. njegovog ubrzanog ekspandiranja. Atribut tamna ustvari označava da njen izvor kao ni prisustvo nisu direktno uočljivi.

krkar 16:54 06.02.2011

Re: ...

Takođe, problem vrtloga (pored klasike u F1) postoji i u elektroenergetici ... i zove se kavitacija lopatica turbine agregata u hidroelektranama ... koji se dešava zbog vrtloga vode na oštrici lopatica turbina, odnosno iza ivica lopatica.

Kavitacija je glavni neprijatelj svih vrsta propelera. U vazduhu se kavitacija propelera još može i preživeti zbog prirode medija i načina opstrujavanja, ali kod propelera u pomorstvu kavitacija je smrt.

I istovremeno najmanje teorijski poznata oblast kod konstruisanja broda - tu još uvek empirija rulz.

docsumann 17:13 06.02.2011

Re: ...

Kavitacija je glavni neprijatelj svih vrsta propelera. U vazduhu se kavitacija propelera još može i preživeti zbog prirode medija i načina opstrujavanja, ali kod propelera u pomorstvu kavitacija je smrt.

I istovremeno najmanje teorijski poznata oblast kod konstruisanja broda - tu još uvek empirija rulz.

Da, redovna pojava na propelerima čak i kod renomiranih proizvođača sa decenijskim iskustvom. Osnovni problem je što različiti režimi plovidbe dovode do različitih brzina opstrujavanja propelera vodom. Voda brže struji po dijelu krila koje je udaljenije od centra rotacije (mjenja se u radijalnom pravcu) tako da u istom smjeru dolazi do promjene pritiska, turbulencije, hidrauličnih udara izazvanih uslijed stvaranja i "pucanja" mjehurića pare.
Inače oštećenja izazvana kavitacijom se danas otklanjaju u remontu, tako što se oštećena područja premazuju specijalnim keramičkim namazima koji kad otvrdnu imaju veliku tvrdoću.

jinks 17:23 06.02.2011

Re: ...

U vazduhu se kavitacija propelera još može i preživeti zbog prirode medija i načina opstrujavanja, ali kod propelera u pomorstvu kavitacija je smrt.

Propeleri u pomorstvu su solids, strukture iz jednog dela, dok je kod nekih turbina lopatica pokretna u odnosu na osnovu turbine (preko polozaja lopatica se vrsi jedan od stepena regulacije turbine), pa je tu problem kavitacije mozda jos i izrazeniji.

Sakrij replike | Pošaljite komentar

nsarski

RSS Feed Saznajte više o autoru

Blogovi autora

Svi blogovi