گسیختگی تلاطم در لوله های زبر

: از بین مسایل مطرح شده در مبحث تلاطم، بسیاری در حوزه علوم مهندسی قرار می گیرند. در اینگونه مسایل، مدل کردن نواحی که جریانهای متلاطم با مرزهای جامد بر همکنش می کنند، مورد توجه قرار می گیرد. هر چند از دید یک فیزیکدان، بررسی ساختار ریز تلاطم ترجیحاً دور از اثرهای مرزی، مورد توجه است. زیرا در اینجاست که می توان به دنبال قوانین «جهانی» مستقل از نوع شاره یا هندسه مسیله گشت. همین جهان شمولی تلاطم است که آنرا به موضوعی مهیج برای فیزیکدانان و ریاضی دانان تبدیل می کند. به همین دلیل بیشتر پیشرفتهای نظریه تلاطم، در غالب نظریه تلاطم همگن و همسانگرد بوده است. گسیختگی تلاطم یکی از این خواص جهانی می باشد. از سال 1961 که کولموگروف نخستین مدل گسیختگی را ارایه داد، مشخص شده است که نمای گسیختگی برای درک توزیع آماری افت و خیزهای سرعت، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. ولی تا کنون از اندازه گیری های مستقیم افت و خیزهای سرعت، مقدار متقنی برای آن بدست نیامده است.در این پایان نامه، پس از بررسی برخی قوانین از جهانی تلاطم، خواهیم دید که در برخی از موارد قوانین جهانی مربوط به تلاطم همگن و همسانگرد، در مورد تلاطم ناهمگن و غیرهمسانگرد نیز قابل بکارگیری می باشد. خواهیم دید که می توان در مورد جریان متلاطم در لوله زبر، یک فرم مقیاس بندی را برای تابع عامل اصطکاک، f، بر اساس داده های تجربی بدست آورد. پس از ارایه یک استدلال مقیاس بندی برای توجیه این فرم مقیاس بندی، نشان خواهیم داد که چگونه فرم مزبور می تواند با استفاده از قوانین تلاطم همگن و همسانگرد با نمای گسیختگی در ارتباط باشد. در نهایت، با بازنگری و تحلیل نتایج تجربی موجود در مورد لوله های زبر، مقدار نمای گسیختگی را برآورد خواهیم نمود.