Kekacauan dan Turbulensi. Teori kekacauan adalah cabang relatif baru dalam fisika matematika yang mungkin memberikan wawasan tentang sifat kompleks turbulensi. Metode ini menggabungkan matematika dan teknik numerik (komputer) untuk memberikan cara baru untuk menganalisis masalah tertentu. Teori kekacauan, yang cukup kompleks dan sedang dikembangkan, melibatkan perilaku sistem dinamis nonlinier dan respons mereka terhadap kondisi awal dan batas. Aliran fluida viscous, yang diatur oleh persamaan Navier-Stokes nonlinier, mungkin menjadi salah satu dari sistem tersebut.
Untuk memecahkan persamaan Navier-Stokes untuk medan kecepatan dan tekanan dalam aliran viscous, seseorang harus menentukan geometri aliran tertentu (batasannya) dan kondisi aliran pada waktu tertentu (kondisi awalnya). Jika, seperti yang diprediksi beberapa peneliti, persamaan Navier-Stokes memungkinkan perilaku kacau, maka keadaan aliran pada waktu setelah waktu awal mungkin sangat sensitif terhadap kondisi awal. Variasi kecil pada kondisi aliran awal dapat menyebabkan aliran pada waktu kemudian menjadi cukup berbeda daripada yang akan terjadi dengan kondisi awal yang hanya sedikit berbeda. Jika diperbesar, aliran tersebut dapat menjadi "kacau", "acak", atau mungkin "turbulen" menurut terminologi saat ini.
Kejadian perilaku semacam itu akan tergantung pada nilai bilangan Reynolds. Misalnya, mungkin ditemukan bahwa untuk bilangan Reynolds yang cukup kecil, aliran tidak kacau (laminar), sementara untuk bilangan Reynolds yang besar, aliran menjadi kacau dengan karakteristik turbulen.
Oleh karena itu, dengan kemajuan teori kekacauan, mungkin akan ditemukan bahwa berbagai gagasan ad hoc tentang turbulensi yang disebutkan dalam bagian sebelumnya (viskositas turbulen, panjang pencampuran, hukum dinding, dll.) tidak diperlukan. Mungkin teori kekacauan dapat memberikan properti turbulensi dan struktur langsung dari persamaan yang mengatur. Saat ini kita harus menunggu sampai topik menarik ini dikembangkan lebih lanjut. Pembaca yang tertarik dianjurkan untuk berkonsultasi dengan Referensi 4 untuk pengenalan umum tentang kekacauan atau Referensi 33 untuk materi tambahan.
