流体力学:カオス流と乱流の違いは何ですか?


答え 1:

混乱を避けるため、一部の数学者と物理学者、特にJ. C. Sprottは、カオス的挙動を示す方程式のセットに関連して「カオスフロー」という用語を作り出したことに注意する必要があります。つまり、システム応答は初期条件に敏感に依存します。流体力学者は、流体混合の多くのケースがカオスのホールマークであるフラクタル挙動を示すことに注意し、「カオス混合」というフレーズをこのような流れを指すように造語しました。

層流から乱流に遷移する実際の流体の流れと定常状態と奇妙なアトラクタ間を遷移する動的システムの間に見られる類似性を考えると、乱流とカオス理論を関連付ける現代の理論が生まれることは自然でした。 。流体の非定常または非定常流と、流体の乱流の違いは何ですか?問題の議論でより詳細に。

私の知る限り、「カオス混合」として知られているもののすべてのケースは、層流乱流遷移領域に存在する調和、低調波、または準周期的流動領域の例です。したがって、それらは真に統計的に定常な乱流と同じ統計的挙動を示さないでしょう。


答え 2:

多くのアプリケーションでは、流体の混合速度を最大化することが望まれます。最も簡単な設定では、これは、分子拡散がスカラートレーサーの最初の不均一な分布を均質化するのにかかる時間を可能な限り削減することを意味します。移流がない場合、非常に小さな容器であっても、分子の拡散自体が均一になるには非常に長い時間がかかります。そのため、移流を使用してこのプロセスを加速します。

古典的でよく知られている方法は乱流です。3Dの流れに高いレイノルズ数を課すことにより、大規模から小規模までエネルギーが流れるコルモゴロフエネルギーの形成をトリガーします。このエネルギーカスケードは、流れとともに移流されるスカラー場の対応するカスケードによって反映され、その分布はこのプロセスで発達し、その後、分子拡散により急速に均質化されます。したがって、混合の観点から、このような乱流は、移流フィールドの空間分布に小規模の構造を迅速に作成し、拡散によって平滑化される方法です。

カオス移流(Aref、1984)は、カオス流の伸縮特性を使用して、移流場の空間分布に小規模構造を生成する別の方法です。カオスダイナミクスは、システムの次元に応じて、フラクタル構造を持つ幾何学的パターンに指数関数的に高速になる傾向がある、滑らかな初期分布をフィラメントまたはシートの複雑なパターンにすばやく進化させます。伸縮により、収縮方向の構造の長さスケールは指数関数的に急速に減少し、十分に小さくなると、拡散によって滑らかになります。これは純粋な運動学的効果であり、高いレイノルズ数を必要とせず、時間依存の2Dストークスフローにも存在します。

したがって、カオス的移流は、そのカオス的ダイナミクスによってフロー内に小さなスケールを作成することとして定義できます。カオス移流による混合は、乱流混合よりもコルモゴロフカスケードを維持するために必要なエネルギーの大きな入力を必要とせず、高レイノルズ数が存在するマイクロフルイディクスなどの状況で設定できるという、乱流に対する利点があります。オプションではありません。

レイノルズ数とは何ですか?


答え 3:

多くのアプリケーションでは、流体の混合速度を最大化することが望まれます。最も簡単な設定では、これは、分子拡散がスカラートレーサーの最初の不均一な分布を均質化するのにかかる時間を可能な限り削減することを意味します。移流がない場合、非常に小さな容器であっても、分子の拡散自体が均一になるには非常に長い時間がかかります。そのため、移流を使用してこのプロセスを加速します。

古典的でよく知られている方法は乱流です。3Dの流れに高いレイノルズ数を課すことにより、大規模から小規模までエネルギーが流れるコルモゴロフエネルギーの形成をトリガーします。このエネルギーカスケードは、流れとともに移流されるスカラー場の対応するカスケードによって反映され、その分布はこのプロセスで発達し、その後、分子拡散により急速に均質化されます。したがって、混合の観点から、このような乱流は、移流フィールドの空間分布に小規模の構造を迅速に作成し、拡散によって平滑化される方法です。

カオス移流(Aref、1984)は、カオス流の伸縮特性を使用して、移流場の空間分布に小規模構造を生成する別の方法です。カオスダイナミクスは、システムの次元に応じて、フラクタル構造を持つ幾何学的パターンに指数関数的に高速になる傾向がある、滑らかな初期分布をフィラメントまたはシートの複雑なパターンにすばやく進化させます。伸縮により、収縮方向の構造の長さスケールは指数関数的に急速に減少し、十分に小さくなると、拡散によって滑らかになります。これは純粋な運動学的効果であり、高いレイノルズ数を必要とせず、時間依存の2Dストークスフローにも存在します。

したがって、カオス的移流は、そのカオス的ダイナミクスによってフロー内に小さなスケールを作成することとして定義できます。カオス移流による混合は、乱流混合よりもコルモゴロフカスケードを維持するために必要なエネルギーの大きな入力を必要とせず、高レイノルズ数が存在するマイクロフルイディクスなどの状況で設定できるという、乱流に対する利点があります。オプションではありません。

レイノルズ数とは何ですか?


答え 4:

多くのアプリケーションでは、流体の混合速度を最大化することが望まれます。最も簡単な設定では、これは、分子拡散がスカラートレーサーの最初の不均一な分布を均質化するのにかかる時間を可能な限り削減することを意味します。移流がない場合、非常に小さな容器であっても、分子の拡散自体が均一になるには非常に長い時間がかかります。そのため、移流を使用してこのプロセスを加速します。

古典的でよく知られている方法は乱流です。3Dの流れに高いレイノルズ数を課すことにより、大規模から小規模までエネルギーが流れるコルモゴロフエネルギーの形成をトリガーします。このエネルギーカスケードは、流れとともに移流されるスカラー場の対応するカスケードによって反映され、その分布はこのプロセスで発達し、その後、分子拡散により急速に均質化されます。したがって、混合の観点から、このような乱流は、移流フィールドの空間分布に小規模の構造を迅速に作成し、拡散によって平滑化される方法です。

カオス移流(Aref、1984)は、カオス流の伸縮特性を使用して、移流場の空間分布に小規模構造を生成する別の方法です。カオスダイナミクスは、システムの次元に応じて、フラクタル構造を持つ幾何学的パターンに指数関数的に高速になる傾向がある、滑らかな初期分布をフィラメントまたはシートの複雑なパターンにすばやく進化させます。伸縮により、収縮方向の構造の長さスケールは指数関数的に急速に減少し、十分に小さくなると、拡散によって滑らかになります。これは純粋な運動学的効果であり、高いレイノルズ数を必要とせず、時間依存の2Dストークスフローにも存在します。

したがって、カオス的移流は、そのカオス的ダイナミクスによってフロー内に小さなスケールを作成することとして定義できます。カオス移流による混合は、乱流混合よりもコルモゴロフカスケードを維持するために必要なエネルギーの大きな入力を必要とせず、高レイノルズ数が存在するマイクロフルイディクスなどの状況で設定できるという、乱流に対する利点があります。オプションではありません。

レイノルズ数とは何ですか?


答え 5:

多くのアプリケーションでは、流体の混合速度を最大化することが望まれます。最も簡単な設定では、これは、分子拡散がスカラートレーサーの最初の不均一な分布を均質化するのにかかる時間を可能な限り削減することを意味します。移流がない場合、非常に小さな容器であっても、分子の拡散自体が均一になるには非常に長い時間がかかります。そのため、移流を使用してこのプロセスを加速します。

古典的でよく知られている方法は乱流です。3Dの流れに高いレイノルズ数を課すことにより、大規模から小規模までエネルギーが流れるコルモゴロフエネルギーの形成をトリガーします。このエネルギーカスケードは、流れとともに移流されるスカラー場の対応するカスケードによって反映され、その分布はこのプロセスで発達し、その後、分子拡散により急速に均質化されます。したがって、混合の観点から、このような乱流は、移流フィールドの空間分布に小規模の構造を迅速に作成し、拡散によって平滑化される方法です。

カオス移流(Aref、1984)は、カオス流の伸縮特性を使用して、移流場の空間分布に小規模構造を生成する別の方法です。カオスダイナミクスは、システムの次元に応じて、フラクタル構造を持つ幾何学的パターンに指数関数的に高速になる傾向がある、滑らかな初期分布をフィラメントまたはシートの複雑なパターンにすばやく進化させます。伸縮により、収縮方向の構造の長さスケールは指数関数的に急速に減少し、十分に小さくなると、拡散によって滑らかになります。これは純粋な運動学的効果であり、高いレイノルズ数を必要とせず、時間依存の2Dストークスフローにも存在します。

したがって、カオス的移流は、そのカオス的ダイナミクスによってフロー内に小さなスケールを作成することとして定義できます。カオス移流による混合は、乱流混合よりもコルモゴロフカスケードを維持するために必要なエネルギーの大きな入力を必要とせず、高レイノルズ数が存在するマイクロフルイディクスなどの状況で設定できるという、乱流に対する利点があります。オプションではありません。

レイノルズ数とは何ですか?