جریان سیالات

روش های تجربی تنها راه اصولی برای حل مسائل جریانهای مغشوش برشی بوده است. مقادیر زیادی اطلاعات در مورد انواع جریانها جمع آوری شده است كه برای فهم توربلانس و طراحی وسائل مهندسی از آنها استفاده شده است. بوسیله كامپیوترهای سریع و پیشرفته امروزی و حافظه بالای آنها، شبیه سازی كامپیوتری نیز به روش سومند برای حل جریانهای مغشوش تبدیل گردیده است.

اما در عین حال باید به این نكته توجه زیادی داشت كه انواع مقیاسهای (Scal) زیادی در جریان توربلا وجود دارد و در نتیجه ما نمی توانیم این مقیاسها را حتی بوسیله كامپیوترهای قوی امروزی حل نمائیم و ساختن مدلهایی برای مقیاسهای كوچك نوسانات كه مرتبط با پروسه پخش انرژی می باشد غیر قابل صرف نظر می باشد.

برای شبیه سازی جریانهای مغشوش بوسیله حل عددی معادلات ناویر – استوك و پیوستگی و با توجه به تئوری توربلانس همگن مقیاس پخش انرژی ld برابر است با :

 همان نرخ پخش انرژی بر واحد جرم سیال می باشد. آزمایشات نشان می دهد كه  توسط طول مشخصه L و سرعت مشخصه v جریان معین می گردد:

از  بالا داریم:

حال سعی می كنیم كه تعداد نقاط مش (meshpoints) (N) كه در شبیه سازی جریان های مغشوش با استفاده از روش F.D (المان محدود) و معادلات ناویر استوك و پیوستگی لازم می باشد را حدس بزنیم

از معادلات بالا:

در پدیده های طبیعی عدد Re عموماً بسیار بزرگ می باشد به طور مثال برای عدد ایندارز از مرتبه  كه غیر معمول هم نیست N از مرتبه  بدست می آید اگر بخواهیم مستقیماً مسئله را حل كنیم لذا روش (Direct Numerial Simulaton)  DNS حتی با كامپیوترهای امروزی در حل مسائل توربلانست كاربردی به نظر نمی رسد.