Entropi termodinamika aliran Euler tetap konstan, mengikuti aturan termodinamika. Prof Mahendra Verma dan peneliti Soumyadeep Chatterjee dari Departemen Fisika, IIT Kanpur, memperkenalkan “entropi hidrodinamik” sebagai ukuran keteraturan dalam sistem non-ekuilibrium multiskala seperti sistem hidrodinamik dan astrofisika dan menerapkannya pada turbulensi.
Mereka menemukan bahwa aliran Euler 2D, atau aliran tanpa viskositas, berkembang dari ketidakteraturan ke keteraturan. Argumen analitis dan simulasi numerik yang tepat digunakan dalam penelitian ini, yang menawarkan informasi mendalam yang dapat meningkatkan cara para ilmuwan mendekati subjek fundamental yang sangat penting seperti evolusi keteraturan, evolusi hukum kedua termodinamika, dan termalisasi, proses dimana proses fisik mencapai kesetimbangan termal.
Aliran Euler dua dimensi berubah dari keteraturan menjadi tidak teratur, dan sistem menjadi tidak seimbang karena adanya pertukaran energi yang menarik antara struktur aliran yang melanggar keseimbangan energi yang tepat. Perilaku non-ekuilibrium turbulensi Euler 2D disebabkan oleh aliran energi terbalik.
Dengan menggunakan entropi hidrodinamik pada turbulensi Euler, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa entropi hidrodinamik aliran Euler 2D menurun seiring waktu selama mendekati keadaan asimtotik. Duo ini juga menemukan bahwa keadaan akhir aliran sangat bergantung pada kondisi awal.
Temuan ini menggambarkan bahwa sistem dinamik yang terisolasi dapat berevolusi dari ketidakteraturan ke keteraturan pada skala makroskopis dan ada kebutuhan untuk berhati-hati terhadap klaim umum mengenai “evolusi dari keteraturan ke keteraturan” dalam sistem apa pun. Berdasarkan temuan mereka, Prof. Verma dan Mr. Chatterjee percaya bahwa evolusi serupa mungkin terjadi pada sistem gravitasi sendiri.
Menurut para ilmuwan, entropi hidrodinamik mungkin berguna untuk mengukur keteraturan dalam sistem biologis, hidrodinamik, astrofisika, ekologi, dan ekonomi.
Referensi Jurnal:
- Mahendra K. Verma dan Soumyadeep Chatterjee. Entropi hidrodinamik dan munculnya keteraturan dalam turbulensi Euler dua dimensi. Cairan Ulasan Fisik. Volume 7. November 2022. Nomor Artikel: 114608. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
