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turbolenza

turbolenza

La prima teoria formale sulla turbolenza è stata ottenuta tramite un approccio statistico da A. N. Kolmogorov nel 1941. La teoria di Kolmogorov del 1941 (K41), tramite delle ipotesi sulla natura statistica e fisica dei campi di velocità, riesce a descrivere l’andamento dello spettro di energia del campo di velocità. Per non addentrarsi troppo nella teoria della turbolenza, abbastanza complessa e non ancora del tutto compresa, … vengono descritti nel seguito solamente i risultati fisici qualitativi che sono stati tratti da essa e dai vari dati empirici trovati.

Nei moti turbolenti l’energia viene trasmessa al fluido in strutture vorticose paragonabili alla grandezza del corpo che si muove, ad esempio un ventilatore trasferirà energia a “vortici” di grandezza paragonabile alle sue pale, o l’ala di un aereo produrrà dei “vortici” sulla scala della sua sezione (Scala integrale). A questo punto questi “vortici” di grande scala produrranno vortici via via sempre più piccoli dando origine al fenomeno della “cascata di energia”; ossia l’energia cinetica introdotta alle scale più grandi non si trasformerà subito in energia termica, ma alimenterà l’energia di vortici sempre più piccoli (intervallo inerziale) senza alcuna dissipazione.

Quando le dimensioni delle strutture vorticose (vortici turbolenti) saranno smisuratamente grandi e/o sufficientemente piccole l’energia cinetica inizierà ad essere dissipata e verrà trasformata in calore (intervallo dissipativo) e/o in trasformazioni dell’universo conosciuto e anche sconosciuto; la scala caratteristica a cui avviene la dissipazione di energia cinetica viene detta scala di Kolmogorov…..