Turbulens

Turbulens er eit samleomgrep innom først og fremst straumningsmekanikk (som aerodynamikk og hydrodynamikk), for dei strøymingane som skjer ved forholdsvis høg fart, store friksjonskrefter og låg viskositet. Ein annan måte å seie det på, er at turbulens kan skje ved høge reynoldstal. Det finst ingen eksakt definisjon av turbulens.

Turbulens i strøymande vatn

Ei strøyming som ikkje er turbulent vert kalla laminær strøyming.

Turbulente straumar er tilfeldige på det sett at det ikkje går an å forutsjå kva for ein fart straumen vil ha på ein gjeven stad på eit gjeve tidspunkt. Derimot kan det beskrivast statistisk. Det er også ikkje-lineært, då små uroingar kan føre med seg store endringar av strøymingane. Jo høgare reynoldstalet er, jo meir var er straumen for uroingar og jo større er sjansen for at straumen vert turbulent. Turbulens fører òg med seg ein auka diffusjon, då turbulens kjenneteiknast av raskt varierande strøymingar i forskjellige retningar.

Ved turbulens vert det danna relativt store virvlar som etterpå dannar fleire mindre virvlar, som i sin tur etter kvart vert løyste opp gjennom at rørsleenergien vert til varme. Tendensen at storskala-variasjonar etterpå omdannast til småskala-variasjonar gjeld òg for andre skalarar.

Ofte er det fordelar med å maksimere eller minimere turbulensen. Ved kjemiske prosessar som til dømes forbrenning i ein bilmotor, er det ein fordel med mykje turbulens, då dette fordeler gassane betre og gjev ei reinare forbrenning.

Turbulens i atmosfæren

Atmosfærisk turbulens kan vere viktig for både luftfart og for spreiing av luftforureining.

I sterk vind vil ein få dynamisk turbulens nær bakken når lufta passerer hindringar og kupert terreng. Dynamisk turbulens vil ein òg få i vindskjer, særleg i utkanten av det sterke vindfeltet. Jetstraumane er døme på dette der ein kan få klårluftsturbulens.

Ustabil luft, som ein kan få når varme frå jordoverflata fører til konveksjon, fører til termisk turbulens. Den vertikale luftrørsla kan verte særs kraftig i samband med cumulonimbusskyer, gjerne opp mot 20-30 m/s. Dette er kraftig nok vind til å kaste fly opp og ned og i somme, ekstreme tilfelle føre til at dei kjem ut av kontroll. Det er derimot mogeleg å oppdage område med kraftig turbulens med instrument ombord på flya, slik at dei kan fly utanom.

Kjelder

«turbulens – atmosfærisk turbulens» av Petter Dannevig i Store norske leksikon, snl.no.