turbulensi

Turbulensi adalah keadaan aliran fluida yang tidak teratur, dengan gerak partikel fluida yang berubah-ubah secara acak dan adanya fluktuasi mendadak pada kecepatan serta tekanan. Aliran turbulen menampilkan eddy yang berskala berbeda dan transport momentum, energi, serta massa yang sangat efektif.

Turbulensi muncul ketika gaya inersia melebihi gaya viskos, misalnya pada bagian aliran yang memiliki shear besar, atau karena gangguan seperti ujung pipa, permukaan kasar, atau konveksi panas. Fenomena ini juga umum di atmosfer, sungai, dan dalam aliran cairan lainnya.

Dalam ilmu fluida, turbulensi sering dianggap sebagai keadaan bila Reynolds number (Re) relatif besar, meskipun tidak semua aliran ber-Re besar bersifat turbulen, dan aliran turbulen bisa mengalami transisi dari laminar. Efeknya meluas pada banyak sistem teknis dan alam.

Karakteristik utama turbulensi meliputi pola tidak teratur, rentetan eddy berukuran besar hingga kecil, serta cascade energi dari skala besar ke skala kecil hingga hilang oleh dissipasi. Secara teoretis, aliran turbulen dideskripsikan dengan persamaan Navier-Stokes dan berbagai model turbulensi untuk memprediksi perilaku aliran.

Dampak dan aplikasi turbulensi sangat luas. Pada penerbangan, turbulensi udara mempengaruhi kenyamanan dan keselamatan penumpang. Pada teknik fluida, turbulensi mempengaruhi desain perpipaan, penukar panas, dan sistem aliran industri. Di meteorologi, turbulensi berperan dalam transport panas, kelembapan, dan penyebaran polutan serta prediksi cuaca.

Sejarah singkatnya melibatkan Osborne Reynolds pada akhir abad ke-19, yang menunjukkan transisi dari aliran laminar ke turbulen pada aliran pipa dan memperkenalkan Reynolds number sebagai ukuran kerapatan rekValiditas aliran. Turbulensi kini dipelajari secara luas di laboratorium dan melalui simulasi komputer untuk memahami perilaku aliran nyata.