Юный техник 1977-11, страница 33

Ук/гощение tta/fiSi/jteHtnHOCtnu

п/годолжае*пся

Большие вихри распадаются на меньшие, Которые питаются от скорости больших. А вихри меньшие рождают малые, Насколько позволяет вязкость их.

I

К такой форме описания бурных, турбулентных течений в жидкости и газе английский исследователь Льюис Ричардсон прибегнул не от любви к стихосложению. Скорее с отчаяния. Несмотря на то, что над проблемами турбулентности много и упорно работали и продолжают работать сотни и сотни исследователей, описать турбулентные вихри при помощи математических формул пока не удается. Это мы чувствуем, например, когда подшучиваем над точностью синоптических прогнозов. Ведь капризы природы — это турбулентность атмосферы, а ошибки предсказания погоды есть следствие нашего неумения рассчитывать параметры такой турбулентности.

Может быть, это дело вообще безнадежное! Нет. Во-первых, случайно изменяющиеся процессы довольно точно моделируются на ЭВМ. Правда, продвижение на этом пути пока тормозится недостаточным объемом памяти и быстродействием современных вычислительных машин. Но полупроводниковая техника развивается настолько быстро, что эта трудность, вероятно, скоро исчезнет.

Во-вторых, в хаосе турбулентности, оказывается, можно и навести определенный порядок. Рецепты для наведения такого порядка дает теория случайных процессов. Согласно рекомендациям этой молодой науки следует изучать некоторые статистиче

ски устойчивые характеристики потока: среднюю скорость, среднюю интенсивность изменения скоростей, распределение этой интенсивности по частоте... Правда, в уравнениях этих величин есть «белые пятна», поведение некоторых членов уравнений недостаточно хорошо изучено.

Для уточнения необходимы экспериментальные исследования, нужно научиться точно измерять параметры турбулентности. Сделать это не так просто: изменения в турбулентном потоке происходят в доли секунды, а минимальные размеры вихрей составляют доли миллиметра. Кроме того, вихри эти в чистой воде или воздухе невидимы.

Невидимое сделать видимым можно по-разному. Как известно, на крыло самолета наклеивают цветные пенточки и по их трепетанию определяют поведение потока. В текущую жидкость добавляют чернила, в струю газа — дым. ▲ можно еще воспользоваться... танцами пылинок. Помните! В полутемную комнату сквозь щель между шторами пробивается солнечный лучик. Кто не наблюдал, как в нем ■живут», движутся яркие звездочки! Это пылинки, ставшие видимыми из-за рассеивания на них света. Турбулизуйте воздух, взмахнув рукой, и вы увидите, как изменяются скорость и даже размеры вихрей.

Чтобы повысить точность измерений, скорость пылинки в луче замеряют при помощи эффекта

31