Faktorer, der påvirker turbulensskalering

Væsker, der udviser skaleringsadfærd, kan findes i forskellige fysiske fænomener, der forekommer både i laboratoriet og i virkelige forhold. For eksempel, de opstår på det kritiske punkt, når en væske bliver til en damp, ved faseovergangen af ​​superfluider, og ved faseseparation af binære væsker, hvis komponenter udviser to forskellige former for adfærd.

Indtil nu, modeller har ikke fuldt ud taget virkningen af ​​eksterne turbulenser i betragtning. I en nylig undersøgelse offentliggjort i EPJ B , Michal Hnatič fra Šafárik University i Košice, Slovakiet og kolleger undersøger indflydelsen af ​​omgivende turbulente hastighedsudsving i fysiske systemer, når de når et kritisk punkt. Disse udsving viser sig at være et resultat af mangel på rumlig regelmæssighed i disse systemer, eller anisotropi, og komprimering af væsker. Det unikke ved denne undersøgelse er, at den turbulens, der introduceres i modellen, er ny og hjælper med at belyse, i hvilket omfang disse udsving påvirker deres skaleringsadfærd.

Forfatterne undersøger den fysiske systems kritiske adfærd, ved hjælp af to forskellige modeller til dette. Den første beskriver systemets kritiske dynamik ved ligevægt, mens den anden repræsenterer det stadie, hvor systemet ikke længere er i ligevægt og anvender en skaleringsadfærd - omtalt som rettet perkolering - tidligere brugt til at studere systemer såsom spredning af epidemier, skovbrande og befolkningstilvækst. For at få en bedre forståelse af systemets kritiske adfærd, forfatterne valgte den vanskelige tilgang til at integrere de gensidige virkninger af stor anisotropi og komprimerbarhed i deres model; tidligere modeller havde kun taget disse effekter i betragtning separat. De identificerer således fire typer skaleringsregimer, som potentielt kan observeres i makroskopisk skala for hver model. Afslutningsvis forfatterne viser, at det er anisotropi, der kan være nøglefaktoren, der bestemmer forskellige former for nye skaleringsadfærd.