• +66 (0) 76 670 195
  • +66636502456
  • This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Mon-Fri 8:00-17:30
Turbulent Flow

ห้องเรียน CFD Ep.1 กับ Turbulence และ flow Modeling 1: Turbulent flow / การไหลแบบปั่นป่วนคืออะไร

บทนำ


เมื่อคุณได้ยินคำว่า“Turbulence Flow หรือการไหลแบบปั่นป่วน” คุณจะนึกถึงอะไรเป็นอย่างแรก

วิศวกรหรือผู้ที่ทำงานที่เกี่ยวข้องกับการจำลองพลศาสตร์การไหลนั้นจะต้องคุ้นเคยกับคำศัพท์นี้อย่างแน่นอนถึงกระนั้นคนเหล่านี้หลายคนมักที่จะตั้งเงื่อนไขในการจำลองการไหลเป็นแบบปั่นป่วนตามที่ต้องการจากซอฟต์แวร์การจำลอง

แต่พวกเขากลับไม่มีความเข้าใจความหมายทางกายภาพที่ถูกต้องเกี่ยวกับรูปแบบการไหลนี้แน่นอนคนที่ไม่ทำงานกับการจำลองการไหลนั้นไม่เข้าใจกับคำศัพท์นี้ทั้งหมด
Turbulence flow thinking
Turbulence Flow หรือการไหลแบบปั่นป่วนนั้นอยู่รอบๆตัวเราและมันยังส่งผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของเราด้วยรูปแบบการไหลเวียนของอากาศรอบๆยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์รถไฟหรือเครื่องบินทั้งหมดนี้ก็เป็นรูปแบบของ Turbulence Flow หรือการไหลแบบปั่นป่วนถึงแม้การเคลื่อนไหวของคนที่เดินอยู่ก็เป็นรูปแบบนี้เช่นเดียวกันไม่ว่าจะเป็นลมจากเครื่องปรับอากาศหรือพัดลมรวมไปถึงการไหลของน้ำจากก๊อกน้ำทั่วๆไปคุณจะเห็นได้ว่ามนุษย์ได้ใช้ชีวิตอยู่กับ Turbulence Flow หรือการไหลแบบปั่นป่วนตลอดเวลานั้นเอง

ในบทความห้องเรียนชุดนี้จะกล่าวถึงด้านบวกและด้านลบของกระแสการไหลและกลไกของรูปแบบการไหลนี้รวมถึงเข้าใจถึงหลักการว่าทำไมการคำนวณการไหลรูปแบบนี้มันถึงท้าท้ายมาก
Turbulence flow thinking

Turbulent flow / การไหลแบบปั่นป่วนคืออะไร?

ดังที่กล่าวข้างต้นกระแสการไหลที่ปั่นป่วนนั้นอยู่รอบๆตัวเราเพียงแค่เรามองไม่เห็นแล้วเราจะอธิบายและให้ความหมายมันอย่างไรดี 

คำว่า"การไหลแบบปั่นป่วนนั้น"หมายถึงการไหลในสภาพปั่นป่วนตามชื่อของมันเลยเนื่องจากมันไม่ง่ายเลยที่จะนิยามว่าความปั่นป่วนหมายถึงอะไรเนื่องจากผู้คนส่วนใหญ่มองไม่เห็นปรากฏการณ์นี้โดยต่อไปนี้เราจะยกตัวอย่างวิธีการสังเกตรูปแบบการไหลที่ปั่นป่วน

ลองให้ท่านผู้อ่านหลับตาและนึกถึงภาพของแม่น้ำที่มีใบไม้ลอยอยู่บนผิวของแม่น้ำนั้นเราสามารถใช้มันเพื่อดูลักษณะการไหลได้ตามปกติแม่น้ำจะต้องไหลจากต้นน้ำไปสู่ปลายน้ำหากสังเกตอย่างใกล้ชิดที่ใบไม้ที่ลอยอยู่บนน้ำจะมีบางใบที่หมุนในเส้นทางวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรงจากต้นน้ำสู่ปลายน้ำปรากฎการณ์นี้กล่าวอีกนัยหนึ่งนั้นก็คือการเคลื่อนไหวแบบปั่นป่วน

จากนั้นให้ลองนึกถึงควันที่ลอยขึ้นจากเทียนในห้องที่ไม่มีการไหลเวียนของอากาศ ควันที่ลอยจากเปลวเทียนนั้น จะขึ้นเป็นเส้นตรงแต่พฤติกรรมของมันจะเปลี่ยนไปหากในบางจุด เกิดการแยกตัวของควัน จะเห็นการเริ่มต้นการไหลแบบปั่นป่วนคล้ายกับแม่น้ำการเคลื่อนไหวที่แยกออกจากกันนั้นเกิดขึ้นเราเรียกว่าการเคลื่อนไหวแบบปั่นป่วนการเคลื่อนไหวเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากโมเมนตัมของการไหล (Intertia force / แรงเฉื่อย) มีขนาดใหญ่กว่าแรงที่กระทำต่อการไหล (Viscosity / ความหนืด)
เครดิต

Takao Itami | ทาคาโอะอิทามิ

วิศวกรที่ปรึกษา, Software Cradle
ผู้เขียนได้มีส่วนร่วมในการวิจัยด้านการไหลเวียนของความปั่นป่วนในมหาวิทยาลัยทาคาโอะได้สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกจาก Tokyo institute of Technology (Graduate School of Science and Engineering) งานวิจัยการจำลอง Large-Eddy Compressible Turbulent Flow

getLinks(); ?>