flusso turbolento
flusso turbolento
Flusso di un fluido il cui comportamento è determinato dal fenomeno della turbolenza nel quale le forze d’inerzia sovrastano le forze viscose spezzando la regolarità del moto laminare. La prevalenza degli effetti delle forze d’inerzia, nel caso di flusso turbolento, rispetto a quelli dovuti alla viscosità, genera distribuzioni di velocità e variazioni di pressione molto differenti rispetto al caso laminare. Il comportamento vorticoso si spinge fino al livello microscopico, nel quale l’energia viene dissipata a causa della viscosità molecolare. A differenza del flusso laminare, che può essere descritto in modo analitico, il flusso turbolento è per definizione un fenomeno non stazionario e può essere studiato solo attraverso equazioni di tipo empirico o facendo uso di metodi statistici. La transizione tra regime laminare e regime turbolento è regolata da un parametro detto numero di Reynolds, dipendente dal rapporto tra le forze d’inerzia e quelle viscose. Per esempio, se la corrente del fluido in un tubo risulta laminare per numeri di Reynolds inferiori a un certo valore critico (tipicamente circa 2000), essa può diventare turbolenta per numeri di Reynolds superiori. In problemi semplici, il moto turbolento può vedersi come la sovrapposizione di un flusso uniforme stazionario e di una perturbazione irregolare non stazionaria. Si può allora definire un grado di turbolenza valutando il rapporto tra la velocità del flusso uniforme e la velocità (media) del flusso turbolento. Le equazioni del moto per flussi turbolenti possono essere ottenuti integrando le equazioni (non lineari) di Navier-Stokes. In generale tuttavia la teoria della turbolenza risulta molto complessa e a oggi non del tutto compresa. Accanto ai metodi classici di risoluzione (analitici o numerici) di problemi di moto turbolento sono pertanto sempre più impiegate tecniche statistiche avanzate (come quello delle cosiddette turbolence cells) o metodi usati per i sistemi complessi (per es., basati sulla teoria del caos).