Kelvinova–Helmholtzova nestabilita: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
m Robot: přidáno {{Autoritní data}} |
Přidáno stručné vysvětlení mechanismu vzniku a schématický obrázek značky: první editace editace z Vizuálního editoru |
||
Řádek 1:
'''Kelvinova-Helmholtzova nestabilita''' je klasický příklad nestabilního chování [[kapalina|kapaliny]], který se objevuje u [[pohyb]]ujících se [[vrstva|vrstev]] různých tekutin.
| příjmení =
| jméno =
Řádek 14:
Jev byl poprvé popsán v roce [[1868]], kdy byl zkoumám německým fyzikem [[Hermann von Helmholtz|Hermannem von Helmholtzem]].<ref name="neco"/>
Mechanizmus je následující: rozhraní mezi dvěma zónami pohybujícími se různou rychlostí se může vlivem náhodné poruchy vychýlit na jednu stranu. V případě podzvukového proudění je tekutina na této straně lokálně urychlena (kvůli [[Rovnice kontinuity|rovnici kontinuity]]), čímž se sníží lokální statický tlak jako důsledek [[Bernoulliho rovnice|Bernoulliova principu]], že součet kinetické, tlakové a potenciální energie je po proudnici konstantní. Lokální snížení statického tlaku dá vznik síle, která dále rozhraní vychyluje stejným směrem, jedná se tedy o problém s kladnou [[Zpětná vazba|zpětnou vazbou]].
Tato nestabilita vede k turbulizaci [[Smyková oblast|smykových oblastí]]. Navíc podporuje [[Fraktál|fraktální]] charakter [[Turbulentní proudění|turbulence]] tím, že už vytvořené víry opět obsahují smykové oblasti na rozhraní jádra a obálky, které opět mohou podléhat Kelvinově-Helmholtzově nestabilitě.
Tato nestabilita není nestabilní při [[Nadzvukové proudění|nadzvukovém proudění]], neboť lokální zúžení vede u nadzvukového proudění ke zpomalení rychlosti (a zvýšení hustoty, jelikož zákon zachování hmoty stále platí). Zpomalení rychlosti zvýší statický tlak a síla vrátí rozhraní do co nejrovnější podoby.
[[Soubor:KH-nestabilita-podzvuk.svg|alt=Schématický náčrtek Kelvin-Helmholtzovy nestability. Obrázek má 5 rámečků: v prvním vidíme rovné rozhraní mezi dvěma tekutinami tekoucími opačným směrem; 2: náhodná porucha způsobí vyboulení rozhraní; 3: tekutina, do které se rozhraní vyboulilo, má zmenšenou plochu, kterou protéká, je tedy lokálně urychlená; 4: lokální zvýšení rychlosti je spjato se snížením statického tlaku (výsledek Bernoulliovy rovnice). Toto snížení statického tlaku vyvolá sílu, jež dále vychyluje rozhraní stejným směrem. 5: pozitivní zpětná vazba pokračuje, vyboulení je unášeno a tím zakrucováno do podoby víru.|náhled|770x770pixelů|Schématický náčrtek Kelvin-Helmholtzovy nestability. ]]
== Reference ==
| |||