آنتروپی ترمودینامیکی جریان اویلر با پیروی از قوانین ترمودینامیک ثابت می ماند. پروفسور ماهندرا ورما و محقق محقق سومیادیپ چاترجی از گروه فیزیک، IIT کانپور، "آنتروپی هیدرودینامیکی" را به عنوان معیاری از نظم در یک سیستم چند مقیاسی و غیر تعادلی مانند سیستم های هیدرودینامیکی و اخترفیزیکی معرفی کرد و آن را برای تلاطم به کار برد.
آنها دریافتند که جریان دوبعدی اویلر، یا جریان بدون ویسکوزیته، از بی نظمی به ترتیب دیگر پیشرفت می کند. در این مطالعه از استدلال‌های تحلیلی و شبیه‌سازی‌های عددی دقیق استفاده شد، که اطلاعات روشنگری ارائه می‌دهد که می‌تواند نحوه رویکرد دانشمندان به موضوعات اساسی مهم مانند نظم به تکامل، قانون دوم ترمودینامیکو حرارتی شدن، فرآیندی است که طی آن فرآیندهای فیزیکی به تعادل حرارتی دست می یابند.
جریان دو بعدی اویلر از نظم به بی نظمی تغییر می کند و سیستم به دلیل تبادل انرژی جالب بین ساختارهای جریان که تعادل انرژی دقیق را نقض می کند، از تعادل خارج می شود. رفتار غیرتعادلی تلاطم اویلر دوبعدی ناشی از یک آبشار معکوس انرژی است.
با استفاده از آنتروپی هیدرودینامیکی برای آشفتگی اویلر، دانشمندان نشان داده‌اند که آنتروپی هیدرودینامیکی جریان دوبعدی اویلر در طول نزدیک شدن به حالت مجانبی با زمان کاهش می‌یابد. این دو همچنین دریافته اند که وضعیت نهایی جریان به شدت به شرایط اولیه بستگی دارد.
یافته‌ها نشان می‌دهند که سیستم دینامیکی جدا شده ممکن است از بی‌نظمی به نظم دیگر در مقیاس‌های ماکروسکوپی تکامل یابد و باید در مورد ادعاهای کلی در مورد «تکامل از نظم به بی‌نظمی» در هر سیستمی محتاط بود. پروفسور ورما و آقای چاترجی بر اساس یافته های خود معتقدند که تکامل مشابهی ممکن است در سیستم های خود گرانشی رخ دهد.
به گفته دانشمندانآنتروپی هیدرودینامیکی ممکن است برای تعیین کمیت نظم در سیستم های بیولوژیکی، هیدرودینامیکی، اخترفیزیکی، اکولوژیکی و اقتصادی مفید باشد.
مرجع مجله:
- ماهندرا کی ورما و سومیادیپ چاترجی. آنتروپی هیدرودینامیکی و ظهور نظم در تلاطم اویلر دو بعدی. فیزیکی بررسی مایعات. جلد 7. نوامبر 2022. شماره مقاله: 114608. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
