La entropía termodinámica del flujo de Euler permanece constante, siguiendo las reglas de la termodinámica. El profesor Mahendra Verma y el investigador Soumyadeep Chatterjee del Departamento de Física, IIT Kanpur, introdujo la "entropía hidrodinámica" como una medida de orden en un sistema multiescala sin equilibrio, como los sistemas hidrodinámicos y astrofísicos, y la aplicó a la turbulencia.
Descubrieron que el flujo de Euler 2D, o flujo sin viscosidad, progresa del desorden al orden. En este estudio se utilizaron argumentos analíticos y simulaciones numéricas precisas, que ofrecen información esclarecedora que puede mejorar la forma en que los científicos abordan temas fundamentales de importancia crucial como el orden y el desorden de la evolución, el segunda ley de la termodinámicay termalización, el proceso mediante el cual los procesos físicos alcanzan el equilibrio térmico.
El flujo bidimensional de Euler cambia del orden al desorden y el sistema está fuera de equilibrio debido a un intrigante intercambio de energía entre las estructuras del flujo que viola el equilibrio energético preciso. El comportamiento de desequilibrio de la turbulencia de Euler 2D es causado por una cascada inversa de energía.
Utilizando la entropía hidrodinámica de la turbulencia de Euler, los científicos han demostrado que la entropía hidrodinámica del flujo de Euler 2D disminuye con el tiempo durante su aproximación al estado asintótico. El dúo también descubrió que el estado final del flujo depende críticamente de la condición inicial.
Los hallazgos ilustran que el sistema dinámico aislado puede evolucionar del desorden al orden a escalas macroscópicas y que es necesario tener cuidado con las afirmaciones generales sobre la “evolución del orden al desorden” en cualquier sistema. Basándose en sus hallazgos, el profesor Verma y el Sr. Chatterjee creen que puede ocurrir una evolución similar en los sistemas autogravitantes.
De acuerdo con los científicos, la entropía hidrodinámica puede ser útil para cuantificar el orden en sistemas biológicos, hidrodinámicos, astrofísicos, ecológicos y económicos.
Referencia de la revista:
- Mahendra K. Verma y Soumyadeep Chatterjee. Entropía hidrodinámica y aparición de orden en la turbulencia de Euler bidimensional. Fluidos de revisión física. Volumen 7. Noviembre 2022. N° de artículo: 114608. DOI: 10.1103/Fluidos PhysRev.7.114608
