オイラー流の熱力学的エントロピーは、熱力学の法則に従って一定のままです。物理学科のマヘンドラ・ヴェルマ教授と研究員ソウミャディープ・チャタジー氏 IITカンプールは、流体力学系や天体物理学系のようなマルチスケールの非平衡系における秩序の尺度として「流体力学的エントロピー」を導入し、それを乱流に適用しました。
彼らは、2D オイラー流、つまり粘性のない流れが無秩序から秩序へと進行することを発見しました。この研究では、分析的議論と正確な数値シミュレーションが使用され、進化の秩序や進化の秩序など、非常に重要な基本的主題に科学者がアプローチする方法を改善できる洞察力に富んだ情報が提供されます。 熱力学の第二法則、および熱化、物理的プロセスが熱平衡に達するプロセス。
2 次元オイラー流は秩序から無秩序に変化し、正確なエネルギー バランスに違反する流れ構造間の興味深いエネルギー交換により、システムは平衡を失います。 XNUMXD オイラー乱流の非平衡挙動は、エネルギーの逆カスケードによって引き起こされます。
科学者たちは、オイラー乱流に対する流体力学的エントロピーを使用して、2D オイラー流の流体力学的エントロピーが漸近状態に近づく間に時間とともに減少することを示しました。二人は、フローの最終状態が初期条件に大きく依存することも発見しました。
この発見は、孤立した力学系が巨視的スケールで無秩序から秩序へと進化する可能性があり、どの系においても「秩序から無秩序への進化」に関する一般的な主張には注意する必要があることを示している。ヴェルマ教授とチャタジー氏は、その発見に基づいて、自己重力システムでも同様の進化が起こる可能性があると考えています。
科学者によると、流体力学エントロピーは、生物学、流体力学、天体物理学、生態学、経済システムの秩序を定量化するのに役立つ可能性があります。
ジャーナルリファレンス：
- マヘンドラ・K・ヴェルマとソウミャディープ・チャタジー。二次元オイラー乱流における流体力学的エントロピーと秩序の出現。 物理レビュー流体。第 7 巻。2022 年 114608 月。記事番号: XNUMX。DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
