Трикритическая направленная перколяция управляет ламинарно-турбулентным переходом в трубах с объёмными силами
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего Гуру К. Джаясингх и Найджел Голденфельд предсказали, что при достаточной кривизне трубы переход из ламинарного режима течения в турбулентный может стать прерывистым, при этом турбулентная фракция претерпевает скачок, превышающий критическую скорость потока. Этот скачок математически аналогичен тому, как вода может внезапно и прерывисто превращаться в лёд при охлаждении ниже точки замерзания. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Удивительно, но этот процесс можно было понять с помощью статистической механики, а не механики жидкости, и он был математически эквивалентен тому, как вода просачивается через кофейный фильтр. Новая структура — так называемая трикритическая направленная перколяция — охватывает недавние эксперименты, а также делает прогнозы.
Данная работа показывает, что весь аппарат фазовых переходов, первоначально разработанный для термодинамики, а теперь являющийся основополагающим в материаловедении, химии и физике, может быть применен к определенным переходным явлениям в механике жидкостей.
