Euleri voolu termodünaamiline entroopia jääb termodünaamika reeglite järgi konstantseks. prof Mahendra Verma ja teadur Soumyadeep Chatterjee füüsika osakonnast, IIT Kanpur, tutvustas "hüdrodünaamilist entroopiat" mitmetasandilises mittetasakaalussüsteemis, näiteks hüdrodünaamilistes ja astrofüüsikalistes süsteemides, ja rakendas seda turbulentsile.
Nad leidsid, et 2D Euleri vool või viskoossuseta vool areneb häiretest järjestusse. Selles uuringus kasutati analüütilisi argumente ja täpseid numbrilisi simulatsioone, mis pakuvad põhjalikku teavet, mis võib parandada seda, kuidas teadlased lähenevad ülitähtsatele põhiteemadele, nagu korraldus häirete arengule, termodünaamika teine seadusja termiseerimine, protsess, mille käigus füüsikalised protsessid saavutavad termilise tasakaalu.
Kahemõõtmeline Euleri voog muutub järjestusest häireks ja süsteem on tasakaalust väljas voolustruktuuride vahelise intrigeeriva energiavahetuse tõttu, mis rikub täpset energiabilanssi. 2D Euleri turbulentsi mittetasakaaluline käitumine on põhjustatud energia pöördkaskaadist.
Kasutades Euleri turbulentsi hüdrodünaamilist entroopiat, on teadlased näidanud, et 2D Euleri voolu hüdrodünaamiline entroopia väheneb aja jooksul, kui see läheneb asümptootilisele olekule. Samuti on duo leidnud, et voolu lõppseisund sõltub kriitiliselt algseisundist.
Leiud näitavad, et isoleeritud dünaamiline süsteem võib makroskoopilisel skaalal areneda häirest järjestusse ja et mis tahes süsteemis tuleb olla ettevaatlik üldiste väidete suhtes, mis puudutavad "arengust häireni". Prof Verma ja hr Chatterjee usuvad oma leidude põhjal, et sarnane areng võib toimuda ka isegraviteerivates süsteemides.
Teadlaste sõnul, võib hüdrodünaamiline entroopia olla kasulik bioloogiliste, hüdrodünaamiliste, astrofüüsikaliste, ökoloogiliste ja majanduslike süsteemide järjekorra määramiseks.
Ajakirja viide:
- Mahendra K. Verma ja Soumyadeep Chatterjee. Hüdrodünaamiline entroopia ja korra tekkimine kahemõõtmelises Euleri turbulentsis. Füüsilise ülevaate vedelikud. 7. köide. november 2022. Artikli nr: 114608. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
