L'entropia termodinamica del flusso di Eulero rimane costante, seguendo le regole della termodinamica. Il Prof. Mahendra Verma e il ricercatore Soumyadeep Chatterjee del Dipartimento di Fisica, IIT Kanpur, introdusse l'"entropia idrodinamica" come misura dell'ordine in un sistema multiscala e di non equilibrio come i sistemi idrodinamici e astrofisici e la applicò alla turbolenza.
Hanno scoperto che il flusso di Eulero 2D, o flusso senza viscosità, progredisce dal disordine all'ordine. In questo studio sono state utilizzate argomentazioni analitiche e simulazioni numeriche precise, che offrono informazioni approfondite che possono migliorare il modo in cui gli scienziati affrontano argomenti fondamentali di cruciale importanza come l'ordine-disordine dell'evoluzione, il seconda legge della termodinamicae termalizzazione, il processo mediante il quale i processi fisici raggiungono l'equilibrio termico.
Il flusso bidimensionale di Eulero cambia da ordine a disordine e il sistema è fuori equilibrio a causa di un intrigante scambio di energia tra le strutture del flusso che viola il preciso equilibrio energetico. Il comportamento di non equilibrio della turbolenza di Eulero 2D è causato da una cascata inversa di energia.
Utilizzando l'entropia idrodinamica per la turbolenza di Eulero, gli scienziati hanno dimostrato che l'entropia idrodinamica del flusso di Eulero 2D diminuisce con il tempo durante il suo avvicinamento allo stato asintotico. I due hanno anche scoperto che lo stato finale del flusso dipende in modo critico dalla condizione iniziale.
I risultati illustrano che il sistema dinamico isolato può evolvere dal disordine all’ordine su scala macroscopica e che è necessario essere cauti rispetto alle affermazioni generali sull’“evoluzione dall’ordine al disordine” in qualsiasi sistema. Sulla base delle loro scoperte, il Prof. Verma e il Sig. Chatterjee ritengono che un'evoluzione simile possa verificarsi nei sistemi autogravitanti.
Secondo gli scienziati, l'entropia idrodinamica può essere utile per quantificare l'ordine nei sistemi biologici, idrodinamici, astrofisici, ecologici ed economici.
Riferimento della Gazzetta:
- Mahendra K. Verma e Soumyadeep Chatterjee. Entropia idrodinamica ed emergenza dell'ordine nella turbolenza di Eulero bidimensionale. Fluidi di revisione fisica. Volume 7. Novembre 2022. Articolo n.: 114608. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
