• Turbulensi adalah distribusi vortisitas yang kompleks secara spasial yang membawa dirinya sendiri secara kacau, seperti yang dijelaskan di Bagian 6.2.
• Vortisitas sebagian besar dihasilkan pada batas padat dan berkembang melalui adveksi, difusi, dan peregangan/kompresi, seperti dijelaskan di Bagian 6.3.
• Lapisan batas oleh karena itu merupakan sumber utama vortisitas untuk turbulensi, sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.4.
• Turbulensi terjadi ketika ketidakstabilan menyebabkan vortisitas menjadi kacau, yang ditandai oleh Nomor Reynolds, sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.1.
Skuala- skalanya
• Skuala panjang dan waktu pada pusaran turbulen awalnya berhubungan dengan skuala karakteristik dari pusaran yang dihasilkan, misalnya, oleh pembuangan, seperti dijelaskan di Bagian 6.5.
• Pusaran-pusaran tersebut secara bertahap menjadi lebih kecil sampai mereka mencapai ukuran di mana dissipasi energi kinetik mereka menjadi signifikan, seperti dijelaskan di Bagian 6.6.
• Proses perpecahan pusaran melibatkan suatu tangga energi kinetik dari pusaran yang lebih besar ke yang lebih kecil di mana struktur pusaran menjadi semakin isotropik, sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.7.
Mensimulasikan turbulensi
• Skala mikro Kolmogorov merepresentasikan skala terkecil dari turbulensi di mana pusaran-pusaran mati karena dissipasi viskos. • Mereka sangat kecil, misalnya, faktor dari 𝑅𝑒3⁄4 memisahkan skala panjang pusaran terbesar dan terkecil.
• Biasanya, sangat mahal untuk menangkap skala terkecil dalam simulasi CFD, seperti dijelaskan di Bagian 6.8.
• Simulasi eddy besar menangkap pusaran besar, sementara menggunakan pemodelan untuk skala yang tidak terpecahkan.
• Simulasi rataan Reynolds memberikan solusi lebih cepat dengan memecahkan persamaan untuk variabel lapangan yang dirata-ratakan, seperti dijelaskan di Bagian 6.9.
• Persamaan momentum yang diratakan mencakup tekanan Reynolds yang memerlukan pemodelan.
Konsep pemodelan turbulensi
• Pertukaran momentum pada skala molekuler ditandai oleh viskositas dan teori kinetik memberikan prediksi kuantitatif yang baik tentang viskositas untuk gas, seperti dijelaskan di Bagian 6.10. • Dalam perbandingan gerakan acak pusaran dalam fluida turbulen dengan partikel pada skala molekuler, Boussinesq memperkenalkan konsep viskositas pusaran, seperti dijelaskan di Bagian 6.11. • Viskositas pusaran bukanlah sifat fluida tetapi sebanding dengan kecepatan karakteristik dan skala panjang turbulensi; diperlukan model yang merepresentasikan masing-masing dari skala tersebut. • Skala kecepatan direpresentasikan oleh energi kinetik turbulen 𝑘, dijelaskan oleh persamaan transportasi Persamaan (6.28), sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.13. • Persamaan untuk 𝑘 mencakup suatu istilah untuk laju disipasinya 𝜀 ; sebuah persamaan transportasi untuk ,misalnya, Persamaan (6.32), memberikan sebuah model untuk istilah tersebut — yang juga merepresentasikan skala panjang dari turbulensi, sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.14. • Konsep panjang pencampuran untuk menggambarkan skala panjang turbulensi memberikan pemodelan tambahan, terutama untuk wilayah dekat dinding, sebagaimana dijelaskan di Bagian 6.12.