Последняя нерешенная проблема классической физики

[worm2]

Получилась температура жидкости как функция от времени, глубины и расстояния до оси скважины.
Получилось, например, что при некоторых условиях, которые сочтены типичными, разность температур на стенке скважины и на её оси может достигать нескольких градусов.
Какая там на самом деле разность --- точно никто не знает, но по косвенным признакам --- вроде бы похоже на правду.
А если взять, например, очень грубую модель турбулентности --- полное мгновенное перемешивание жидкости, то разность вообще будет равна нулю.

[Comga]

Для двумерных задач все можно быстро посчитать и на обычном ПК. Да и суперкомпьютеры сейчас - практически набор ПК в виде кластеров.

[Котофеич]

Хоть на обычном, хоть на супер, для очень очень больших чисел Рейнольдса ничего посчитать нельзя.

[Котофеич]

worm2 писал(а):

Получилась температура жидкости как функция от времени, глубины и расстояния до оси скважины.
Получилось, например, что при некоторых условиях, которые сочтены типичными, разность температур на стенке скважины и на её оси может достигать нескольких градусов.
Какая там на самом деле разность --- точно никто не знает, но по косвенным признакам --- вроде бы похоже на правду.
А если взять, например, очень грубую модель турбулентности --- полное мгновенное перемешивание жидкости, то разность вообще будет равна нулю.

Для каких параметров течения, конкретно

[worm2]

На всякий случай ещё раз напомню, что задача решалась в предположении ламинарности потока, которой не могло быть, в такой постановке ничего особенно интересного нету.

Например:
Течение воды внутри строго вертикальной круглой (насосно-компрессорной) трубы внутренним радиусом 31.5 мм. Труба находится внутри другой круглой трубы (обсадной колонны) внутренним радиусом 64 мм. Пространство между трубами заполнено неподвижной водой. Внешняя труба окружена однородными породами с теплопроводностью 2 Вт/(м K) и температуропроводностью 0.000001 м^2/сек (что-то типа песчаника). Вода течёт вниз (закачивается насосом) внутри насосно-компрессорной трубы со средней скоростью 0.074 м/сек. Всё осесимметрично.

Начальная температура зависит только от глубины и равна (6 + 0.017*z) °C, где z --- глубина в метрах. Такая же температура при радиусе, стремящемся к бесконечности. На поверхности Земли температура постоянна и равна 6 °C.
Температура закачиваемой воды 20 °C.
При таких условиях Re примерно равно критическому (2300). Хотя характерные скорости потока (а значит и Re) в 2-20 раз больше.
Расчёт проводился на время 1000000 сек (неделя-другая после начала закачки). Рассчитанная разность температур на оси потока и на стенке внутренней трубы достигла максимума в 2.5 °C на глубине около 200 м. Ниже эта разность уменьшалась, на глубине около 650 м составляла 0, на глубине 1000 м (ниже не считал) составляла около -1.5 °C.

[Comga]

ing писал(а):

Вихри развиваются как неустойчивости, резонансы. Уравнение Н-С этого не учитывает. Вязкости вводятся как параметры.ing

Речь, видимо, идет не о собственно уравнениях Навье-Стокса, а об их усредненном по Рейнольдсу варианту. В них, конечно, нет причин перехода к турбулентности.

[ing]

Цитата:

Речь, видимо, идет не о собственно уравнениях Навье-Стокса, а об их усредненном по Рейнольдсу варианту. В них, конечно, нет причин перехода к турбулентности.

А где есть причина перехода к турбулентности?
Что по вашему является такой причиной?
ing

[Comga]

ing писал(а):

Цитата:

Речь, видимо, идет не о собственно уравнениях Навье-Стокса, а об их усредненном по Рейнольдсу варианту. В них, конечно, нет причин перехода к турбулентности.

А где есть причина перехода к турбулентности?
Что по вашему является такой причиной?
ing

Уравнения Навье-Стокса (обычные, а не усредненные) описывают и мягкую, и жесткую потерю устойчивости течений. Что же касается появления стохастических решений (вместо классических) уравнений трудно предположить, что именно можно считать причиной этого.

[Macavity]

Вот здесь http://elementy.ru/news/430427 (Достигнут крупный успех в понимании того, как начинается турбулентность) можно найти несколько ссылок на последние исследования и результаты.

Цитата:

Получение в этой области гидродинамики результатов, которые описывают реальность с высокой степенью точности, является по-настоящему значительным достижением. Авторы и сами без лишней скромности говорят о своей работе как о «редком триумфе в этой знаменитой классической задаче». С такой формулировкой можно, конечно, не соглашаться, но результаты, представленные в этой, а также в более поздней и более подробной статье physics/0611009, принятой к печати в журнал Journal of Fluid Mechanics, действительно изменяют современное понимание ситуации.

[Котофеич]

ing писал(а):

Цитата:

Речь, видимо, идет не о собственно уравнениях Навье-Стокса, а об их усредненном по Рейнольдсу варианту. В них, конечно, нет причин перехода к турбулентности.

А где есть причина перехода к турбулентности?
Что по вашему является такой причиной?
ing

Знаю но не скажу

Добавлено спустя 7 минут 7 секунд:

Macavity писал(а):

Вот здесь http://elementy.ru/news/430427 (Достигнут крупный успех в понимании того, как начинается турбулентность) можно найти несколько ссылок на последние исследования и результаты.

Цитата:

Получение в этой области гидродинамики результатов, которые описывают реальность с высокой степенью точности, является по-настоящему значительным достижением. Авторы и сами без лишней скромности говорят о своей работе как о «редком триумфе в этой знаменитой классической задаче». С такой формулировкой можно, конечно, не соглашаться, но результаты, представленные в этой, а также в более поздней и более подробной статье physics/0611009, принятой к печати в журнал Journal of Fluid Mechanics, действительно изменяют современное понимание ситуации.

Ничего они не поняли и не скоро поймут. Все это пустая болтовня. Есть очень много
численных расчетов, которые согласуются с экспериментом. Если нет точной теоретической
оценки погрешности, (а ее там нет) то такие расчеты абсолютно ничего не доказывают.

[ing]

Добрый день.
Речь даже не о собственно уравнении Н-С. Это лишь одно из уравнений для решения задачи. Общее решение должно учитывать изменяемость параметров в самом уравнении Н-С главное необратимость процесса в термодинамическом смысле.
ing
PS подтверждение сказаному цитати из коментария к статье

Цитата:

Всё это позволяет говорить о турбулентности как о термодинамическом процессе и построить ее фазовую диаграмму, набросок которой и представлен в статье.

[Котофеич]

Правильные диаграммы, очень часто получают из неправильных моделей. Интересно, что статья в http://elementy.ru/news/430427 написана начинающим астрофизиком Игорем Ивановым, который вообще пишет обзоры на любые темы

[Кардановский]

А есть ли смысл стремиться к созданию некой фундаментально-исчерпывающей физической теории турбулентности?! Ведь в конечном итоге теория турбулентности априори прикладная инженерно-физическая дисциплина, предназначение которой - помощь в создании каких то конкретных конструкций, где присутствуют газо или гидропотоки. Подобные конструкции и обтекаемые потоками поверхности настолько разнообразны,что всегда требуют и будут требовать экспериментов. Ни один конструктор, при создании действительно новых и серьезных конструкций подобного рода, никогда не удовлетворится только рассчетами! Уверен, что то же самое вам скажет и любой другой серьезный конструктор!

[ing]

Цитата:

А есть ли смысл стремиться к созданию некой фундаментально-исчерпывающей физической теории турбулентности?! Ведь в конечном итоге теория турбулентности априори прикладная инженерно-физическая дисциплина

Демонстрируете дикое непонимание?!
Турбулентность ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ категория. Имеется коллектив частиц имеющих коллективное движение в некотором направлении и внутреннее движение относительно друг друга. И с какого то "перепугу" этот поток сворачивается в кольцо!!! Почему?

При этом уравнения Максвелла есть не что иное как неполная система газодинамических уравнений включающая в себя и обрубок уравнения Н-С. Соответственно вихревые решения для магнитных и электрических полей (при 0-вой "вязкости, то есть те самые стремящиеся к бесконечности числа Рейнольдса). Не здесь ли кроется ответ на спор пуст ли вакуум?
ing

[Кардановский]

ing: Не буду с вами спорить о терминах: фундаментальная или прикладная. Проблема интересна сама по себе,поскольку, в любом случае, имеет очень широкий и всегда востребованный выход на практику. Турбулентность в самом общем случае-это критический срыв ламинарного потока. Поэтому сворачивание в кольца ламинарных струек, вообще то говоря, происходит не вдруг не с того-сего. Ламинарный поток достигает в какой то момент в какой то точке неких критических параметров.

Добавлено спустя 20 минут 24 секунды:

Это,что касается вопроса рассмотрения классических газогидропотоков,причем, состоящих из идеальных газов или жидкостей. На практике многое иначе-и газы с жидкостями не идеальны,да и не чисты даже! А вот насчет полей в пространстве-это действительно очень интересно! Гипотеза вакуума,о которой вы упомянули,на мой взгляд,не вполне корректна. Для примера,покажите мне где-либо в пространстве случай этого самого вакуума. Так сказать,для большей конкретности дальнейшего разговора на тему.