Ученые Института механики сплошных сред УрО РАН в Перми показали, что крупномасштабной циркуляцией в турбулентной конвекции можно управлять с помощью предельно слабого локального воздействия. Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки. Новая работа — это яркая иллюстрация «эффекта бабочки» в лабораторных условиях, где малое вмешательство приводит к масштабным последствиям.
Турбулентная конвекция возникает там, где нагретые и холодные среды начинают перемешиваться. Несмотря на внешнюю хаотичность, такие потоки способны самоорганизовываться и формировать устойчивую циркуляцию крупного масштаба. Именно она определяет, как тепло переносится в атмосфере, океанах, недрах звезд и технических установках.
Проблема в том, что эта циркуляция может спонтанно менять направление. В промышленных системах — от атомных реакторов до химических производств — такие инверсии вызывают медленные колебания температуры. Повторяясь, они ускоряют износ материалов и сокращают срок службы оборудования.
Пермские исследователи показали, что для стабилизации потока не требуется сильное или распределенное воздействие. Достаточно точечного нагрева в одной выбранной области. Его мощность составляет около 1% от общего теплового потока системы, но этого хватает, чтобы нарушить симметрию и задать предпочтительное направление циркуляции.
Ранее подобный эффект удавалось получить только при нагреве границ системы сразу в нескольких точках. Новый подход заметно проще и легче реализуется в реальных установках. Экспериментальные данные и математическая модель показали, что локальное воздействие не подавляет турбулентность, а переводит ее в более стабильный режим.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в России разработан новый метод получения графена для электроники.
