Den termodynamiske entropien til Euler-strømmen forblir konstant, etter termodynamikkens regler. Prof. Mahendra Verma og forsker Soumyadeep Chatterjee fra Institutt for fysikk, IIT Kanpur, introduserte "hydrodynamisk entropi" som et mål på orden i et flerskala, ikke-likevektssystem som hydrodynamiske og astrofysiske systemer og brukte det på turbulens.
De fant at 2D Euler-strømning, eller strømning uten viskositet, går fra uorden til orden. Analytiske argumenter og presise numeriske simuleringer ble brukt i denne studien, som tilbyr innsiktsfull informasjon som kan forbedre hvordan forskere nærmer seg avgjørende viktige grunnleggende emner som orden til uordensutvikling, andre lov av termodynamikk, og termalisering, prosessen der fysiske prosesser oppnår termisk likevekt.
Den todimensjonale Euler-strømmen endres fra orden til uorden, og systemet er ute av likevekt på grunn av en spennende energiutveksling mellom strømningsstrukturene som bryter med den nøyaktige energibalansen. Ikke-likevektsoppførselen til 2D Euler-turbulens er forårsaket av en omvendt kaskade av energi.
Ved å bruke hydrodynamisk entropi til Euler-turbulens, har forskere vist at den hydrodynamiske entropien til 2D Euler-strøm avtar med tiden under dens tilnærming til den asymptotiske tilstanden. Duoen har også funnet ut at den endelige tilstanden til strømmen avhenger kritisk av starttilstanden.
Funnene illustrerer at det isolerte dynamiske systemet kan utvikle seg fra uorden til orden i makroskopiske skalaer og at det er behov for å være forsiktig med generelle påstander om "utviklingen fra orden til uorden" i ethvert system. Basert på funnene deres mener Prof. Verma og Mr. Chatterjee at en lignende utvikling kan forekomme i selvgraviterende systemer.
Ifølge forskere, kan hydrodynamisk entropi være nyttig for å kvantifisere rekkefølge i biologiske, hydrodynamiske, astrofysiske, økologiske og økonomiske systemer.
Tidsreferanse:
- Mahendra K. Verma og Soumyadeep Chatterjee. Hydrodynamisk entropi og fremvekst av orden i todimensjonal Euler-turbulens. Fysisk gjennomgang Fluids. Bind 7. november 2022. Artikkelnr: 114608. DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.114608
