Джордж Дайсон

Питання 2017 року від Edge: Який науковий термін чи поняття має бути відомий ширше?

 

 

«Внутрішній рух води набуває однієї з двох зовсім різних форм», — повідомив Осборн Рейнольдс Королівському товариству в 1883 році. «Або елементи рідини прямують один за одним вздовж лінії руху, яка приводить їх до місця призначення найпрямішим чином, або вони вихряться заплутаним чином, найнепрямішим зі всіх можливих».

 

Рейнольдс ламав голову, як визначити точку, в якій рухома рідина (або рідина з об'єктом, що переміщуються через неї) переходить від стабільного до нестабільного потоку. Він відзначив, що перехід залежить від співвідношення між інерційними силами (що характеризуються масою, відстанню і швидкістю) і силами в'язкості (що характеризуються «липкістю» рідини). Коли це відношення, яке тепер називають числом Рейнольдса, досягає певного критичного значення, то рідина переходить від впорядкованої детермінованої поведінки до безладної поведінки, яку можна описати лиш в термінах ймовірності, але не у всіх деталях. Ці два режими називають ламінарним і турбулентним потоками.

 

Число Рейнольдса є безрозмірним та універсальним, однаково проявляючись в низці явищ, таких різноманітних, як потік крові в серці, плавання риби в морі, політ ракети в повітря, витікання палаючого газу з реактивної турбіни чи зміна метеорологічних систем навколо Землі. Воно має описовий характер в сенсі отримання характеристик існуючого потоку і прогнозуючий — в тому сенсі, що число Рейнольдса надійніше вказує, який режим буде домінувати в планованому потоці. Завдяки числу Рейнольдса ми можемо вирішувати інакше нерозв'язні проблеми в гідродинаміки з масштабними моделями в масштабованому потоці і робити прогнози, що справджуються.

 

Поняття числа Рейнольдса і критичної швидкості можна застосувати і в нетрадиційних сферах: наприклад, потік інформації в комп'ютерній мережі, де швидкість представляє пропускну здатність, а в'язкість — швидкість обробки окремих вузлів; потік грошей в економіці, де швидкість є мірою обігу грошей, а в'язкість відображає транзакційні витрати.

 

Поняття числа Рейнольдса може допомогти охарактеризувати зв'язок між інерційними силами і в'язкістю, даючи уявлення про те, що може статися далі.

 

Чому певний час все йде гладко, а потім раптом перестає?

 

Джордж Дайсон, конструктор кораблів; автор  книг "Собор Тюрінга" і "Дарвін серед машин" [Turing’s Cathedral (2012), Darwin Among the Machines(1997)]



George Dyson
Reynolds Number
Edge, 2017
Переклад О.Д.

 

05.12.2017