乱流パイプ流における非線形伝播波の実験的観察

パイプ流における乱流への遷移は、流体力学における最も基本的で長年の問題の一つです。安定性理論は、流れがすべての流量で層流のままであることを示唆していますが、実際にはパイプ流は中程度の速度でも乱流になります。この遷移は、物質、運動量、熱の輸送効率に大きな影響を与えます。ナビエ-ストークス方程式の計算研究における不安定な伝播波の最近の発見とダイナミカルシステム理論からのアイデアに基づいて、遷移過程のモデルが提案されています。私たちは、パイプ流におけるこれらの伝播波の実験的観察を報告し、提案された遷移シナリオを確認し、これらの不安定な状態に関連するダイナミクスが流体乱流の性質を確かに捉えている可能性があることを示唆します。