ความปั่นป่วน

ในพลศาสตร์ของไหล ความปั่นป่วน (อังกฤษ: turbulence) หรือ การไหลแบบปั่นป่วน (อังกฤษ: turbulent flow) เป็นการเคลื่อนที่ของของไหลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความดันและแบบอลวน ซึ่งตรงข้ามกับที่เกิดขึ้นเมื่อของไหลเคลื่อนที่แยกชั้นกันแบบขนาน โดยไม่มีการปะปนกันระหว่างในแต่ละชั้น

ความปั่นป่วนสามารถพบได้ในปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น แม่น้ำที่ไหลอย่างรวดเร็ว เมฆพายุลูกคลื่น หรือควันจากปล่องไฟ และการไหลของของไหลส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือที่สร้างขึ้นเพื่อประยุกต์ใช้ในด้านวิศวกรรมจะเป็นการไหลแบบปั่นป่วน^: 2 ความปั่นป่วนเกิดจากพลังงานจลน์ที่มีมากเกินไปในส่วนของการไหลของของไหล ซึ่งมีมากกว่าปรากฏการณ์การหน่วงที่เกิดจากความหนืดของของไหล ด้วยเหตุนี้ ความปั่นป่วนจึงมักพบได้บ่อยกว่าในของไหลที่มีความหนืดต่ำ โดยทั่วไปแล้ว ในการไหลแบบปั่นป่วน กระแสวนแบบไม่แน่นอนจะเกิดขึ้นในหลายขนาดซึ่งจะมีปฏิกิริยากับกระแสวนอื่น ทำให้เกิดเนื่องจากผลกระทบจากแรงเสียดทานมีเพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะเพิ่มพลังงานที่ต้องใช้ในการสูบของไหลผ่านท่อ

ขีดเริ่มต้นของความปั่นป่วนสามารถทำนายได้จากค่าของตัวเลขไร้หน่วยที่เรียกว่า ซึ่งเป็นอัตราส่วนของพลังงานจลน์ต่อการหน่วงเนื่องจากความหนืดในการไหลของของไหล อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์เกี่ยวกับความปั่นป่วนในทางฟิสิกส์อย่างละเอียดเป็นสิ่งที่ยุ่งยากและซับซ้อนมาเป็นเวลานาน และปฏิกิริยาที่เกิดภายในความปั่นป่วนก็ถือเป็นปรากฏการณ์ที่มีความซับซ้อนเป็นอย่างมาก โดยริชาร์ด ไฟน์แมน ได้อธิบายไว้ว่าความปั่นป่วนเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดซึ่งยังแก้ไม่ได้ในฟิสิกส์ดั้งเดิม

ความเข้มข้นของความปั่นป่วนนั้นมีผลกระทบต่อวงการต่างๆ หลายวงการ เช่น นิเวศวิทยาของปลามลพิษทางอากาศหยาดน้ำฟ้า และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

อ้างอิง

1. Batchelor, G. (2000). Introduction to Fluid Mechanics.
2. Ting, F. C. K.; Kirby, J. T. (1996). "Dynamics of surf-zone turbulence in a spilling breaker". Coastal Engineering. 27 (3–4): 131–160. doi:10.1016/0378-3839(95)00037-2.
3. Tennekes, H.; Lumley, J. L. (1972). A First Course in Turbulence. . ISBN .
4. Eames, I.; Flor, J. B. (17 January 2011). "New developments in understanding interfacial processes in turbulent flows". . 369 (1937): 702–705. Bibcode:2011RSPTA.369..702E. doi:10.1098/rsta.2010.0332. PMID 21242127.
5. MacKENZIE, Brian R (August 2000). "Turbulence, larval fish ecology and fisheries recruitment: a review of field studies". Oceanologica Acta. 23 (4): 357–375. Bibcode:2000AcOc...23..357M. doi:10.1016/s0399-1784(00)00142-0. ISSN 0399-1784. S2CID 83538414.
6. Wei, Wei; Zhang, Hongsheng; Cai, Xuhui; Song, Yu; Bian, Yuxuan; Xiao, Kaitao; Zhang, He (February 2020). "Influence of Intermittent Turbulence on Air Pollution and Its Dispersion in Winter 2016/2017 over Beijing, China". Journal of Meteorological Research (ภาษาอังกฤษ). 34 (1): 176–188. Bibcode:2020JMetR..34..176W. doi:10.1007/s13351-020-9128-4. ISSN 2095-6037.
7. Benmoshe, N.; Pinsky, M.; Pokrovsky, A.; Khain, A. (27 March 2012). "Turbulent effects on the microphysics and initiation of warm rain in deep convective clouds: 2-D simulations by a spectral mixed-phase microphysics cloud model". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 117 (D6): n/a. Bibcode:2012JGRD..117.6220B. doi:10.1029/2011jd016603. ISSN 0148-0227.
8. Sneppen, Albert (5 May 2022). "The power spectrum of climate change". The European Physical Journal Plus (ภาษาอังกฤษ). 137 (5): 555. :2205.07908. Bibcode:2022EPJP..137..555S. doi:10.1140/epjp/s13360-022-02773-w. ISSN 2190-5444. S2CID 248652864.