વોન કર્મન વમળો

અશાંતિ માત્ર પ્રકૃતિમાં જ જોવા મળતી નથી, જો કે તમે તેને જુઓ છો, પરંતુ ઘણી પરિસ્થિતિઓમાં તે ખૂબ જ જરૂરી છે: વિવિધ પ્રવાહીને વધુ સારી રીતે મિશ્રિત કરવા માટે (તેથી જ આપણે કોફી અને દૂધને મિશ્રિત કરવા માટે હલાવીએ છીએ), અથવા વચ્ચે ગરમીનું વધુ ટ્રાન્સફર બનાવવા માટે. પ્રવાહી (કોફીને ઝડપથી ઠંડુ કરવા માટે અમે તેને હલાવીએ છીએ), વગેરે. હવામાનશાસ્ત્રમાં તેઓ અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને કહેવામાં આવે છે વોન કર્મન વમળો.

આ લેખમાં અમે તમને વોન કર્મા ડમ્પ ટ્રક, તેમની લાક્ષણિકતાઓ અને મહત્વ વિશે જાણવાની જરૂર છે તે બધું સમજાવવા જઈ રહ્યા છીએ.

વોન કર્મ વમળ ગુણધર્મો

શરૂ કરવા માટે, આપણે પ્રવાહી અને તેની ગતિશીલતાને વ્યાખ્યાયિત કરતા ગુણધર્મોને જાણવું જોઈએ. ઘનતા, દબાણ અથવા તાપમાન એ ચલ છે જે આપણે બધા ઓછા કે ઓછા જાણીએ છીએ. તેમના અને તેમની અસરોના આધારે, પ્રવાહીની કોઈપણ હિલચાલ અથવા ગતિશીલતાને સમજાવી શકાય છે, જો કે તે જટિલ હોઈ શકે છે:

અસ્થિરતા

ગોળાને અથડાતા હવાના પ્રવાહની કલ્પના કરો; જો હવાની ગતિ ઓછી હોય, તો આપણે જોઈએ છીએ કે હવા બોલની આસપાસ અને પાછળ "સરળતાથી" ફરે છે; આ પીઠને પાણીના પ્રવાહની "ડાઉનસ્ટ્રીમ" અથવા "પૂંછડી" પણ કહેવામાં આવે છે.

આ કિસ્સામાં પ્રવાહને લેમિનાર કહેવામાં આવે છે, એટલે કે: એડીઝ અથવા સામાન્ય રીતે ટર્બ્યુલેન્સ કહેવાય છે તેની પ્રશંસા કરવામાં આવતી નથી, સત્ય એ છે કે અશાંતિ વિના બધું કંટાળાજનક હશે, હકીકતમાં નેવિઅર-સ્ટોક્સ સમીકરણો પણ મનોવિજ્ઞાન, ભીડ નિયંત્રણ અથવા સ્ટેડિયમ, વગેરેમાં પદયાત્રીઓને ખાલી કરાવવાની પ્રણાલીઓની ડિઝાઇન, જો કોઈ અશાંતિ ન હોય તો બધું સરળ છે.

હવે ધારો કે દરેક હવાના પરમાણુ બીજા હવાના પરમાણુને અનુસરે છે, વગેરે; સરળ રેખા સાથે અસંખ્ય અણુઓ છે. ચાલો આપણે કલ્પના કરીએ કે, ગમે તે "કારણ" માટે, ત્યાં અચાનક એક પરમાણુ છે જે આ ગતિશીલ પેટર્નને અનુસરતું નથી, એટલે કે, તે "સામાન્ય" માર્ગને છોડી દે છે, જોકે ખૂબ જ ભાગ્યે જ; તકનીકી રીતે કહીએ તો, તે "અસ્થિર" થાય છે. આ અસ્થિરતા અશાંતિની શરૂઆત છે; તે ક્ષણથી, માર્ગમાં થતા ફેરફારો તાર્કિક રીતે એક બીજાને અનુસરે છે, કારણ કે એક પરમાણુ બીજાને દિશા બદલવા માટે દબાણ કરે છે, વગેરે. "કારણ" શા માટે પ્રથમ સ્થાને.

મોલેક્યુલર ટ્રેજેકટ્રીઝ ખૂબ, ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર હોઈ શકે છે: તાપમાન, દબાણ અથવા ઘનતામાં ખૂબ જ સૂક્ષ્મ ફેરફારો, અજ્ઞાત મૂળના સૌથી સામાન્ય લોકો પણ

આગળ જે ભૂમિતિ અથવા માળખું રચાય છે તેના આધારે, અસ્થિરતાને નીચેના નામો પ્રાપ્ત થાય છે:

• કેલ્વિન-હેલ્મહોલ્ટ્ઝ અસ્થિરતા: તે હવા અથવા પાણી જેવા સતત પ્રવાહીની અંદર અથવા બે પ્રવાહીના ઇન્ટરફેસ પર અથવા એક જ પ્રવાહીના બે સ્તરો જુદી જુદી ઝડપે આગળ વધી શકે છે.
• રેલે-ટેલર અસ્થિરતા: "પતન" (પતન) અથવા ઉપલા વાતાવરણમાંથી ઠંડી હવાના વંશમાં મહત્વપૂર્ણ. ગરમ હવાના "તીક્ષ્ણ" ઉદયમાં પણ.

વિસ્કોસિટી

સ્નિગ્ધતા સંભવતઃ જાણીતી છે કારણ કે દરેક વ્યક્તિ પાણીની સરખામણી મધ અથવા લાવા સાથે કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સ્નિગ્ધતા શું છે તેનું અનુમાન લગાવવું. ચાલો બીજા ખૂણાથી કલ્પના કરીએ: ધારો કે આપણે આગળ અને પાછળ વાહનો સાથે ટ્રાફિક લાઇટ પર છીએ; જ્યારે ટ્રાફિક લાઇટ લીલી થાય છે, અમને ખસેડવા માટે થોડો સમય જોઈએ છે; પછી: સ્નિગ્ધતા એ દરેક પારસ્પરિક વાહક (1/પ્રતિક્રિયા સમય) વચ્ચેના પ્રતિક્રિયા સમય તરીકે છે; સ્નિગ્ધતા જેટલી વધારે છે, પ્રતિક્રિયા સમય ઓછો; એટલે કે, તમામ પ્રવાહી એકસાથે અથવા એકસાથે ખસેડવાનું વલણ ધરાવે છે.

સ્નિગ્ધતાને ઘણીવાર પ્રવાહીમાં પરમાણુઓ વચ્ચેના ઘર્ષણ બળ તરીકે માનવામાં આવે છે. ઘર્ષણ જેટલું ઊંચું છે, સ્નિગ્ધતા વધારે છે. અન્ય વસ્તુઓમાં, આ બળ સીમા સ્તરના અસ્તિત્વનું કારણ છે: હવા સપાટીની જેટલી નજીક છે, તેની ગતિ ઓછી છે (નીચેની છબીમાં, ટૂંકા તીર સૌથી ધીમી ગતિ સૂચવે છે).

ઉદાહરણ તરીકે, પેરાગ્લાઈડર્સ અને એરોપ્લેન પાઈલટ પણ જાણે છે કે જ્યારે પવન (ખતરનાક રીતે) જોરથી ફૂંકાય છે, ત્યારે તેઓ નીચે ઉતરી શકે છે, કારણ કે વૃક્ષો સાથે "ફ્લશ" થવાથી તેમનું બળ ઘણું ઓછું થઈ જાય છે.

અમે અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તે બોલના ઉદાહરણ સાથે ચાલુ રાખીએ, ઉદાહરણ તરીકે, જો પાંખ પરનો હવાનો પ્રવાહ સંપૂર્ણપણે લેમિનર હોય અને ત્યાં કોઈ બાઉન્ડ્રી લેયર ન હોય (જે આપણે પહેલાથી જ જાણીએ છીએ કે સ્નિગ્ધતા નથી કહેવા જેવું છે), ત્યાં કોઈ તફાવત નથી. ટોચ વચ્ચેનું દબાણ અને પાંખની નીચે, તેથી ત્યાં કોઈ લિફ્ટ નથી; વિમાન ઉડી શકતું નથી; તે સરળ છે. ઉડવું સંપૂર્ણપણે અશક્ય છે, પરંતુ સદભાગ્યે સ્ટીકીનેસ હંમેશા રહે છે. ઉપરાંત, સ્નિગ્ધતા વિના, તેઓ અસ્થિરતા હોવા છતાં અશાંતિ પેદા કરશે નહીં.

ઓછા દબાણ દ્વારા પદાર્થનું એકત્રીકરણ

જ્યારે કોઈ કણ (જેમ કે હવાના પરમાણુ) નીચા દબાણ પર હોય છે, ત્યારે તે ઘનતા દ્વારા વિભાજિત દબાણમાં ફેરફાર દ્વારા આપવામાં આવેલા પ્રવેગ સાથે તેને આકર્ષે છે. ઉચ્ચ દબાણ સાથે વિપરીત થાય છે, તે ભગાડે છે અથવા દબાણ કરે છે.

હવામાનશાસ્ત્રમાં, ઉચ્ચ દબાણવાળા વિસ્તારોને એન્ટિસાયક્લોન્સ કહેવામાં આવે છે, જ્યારે ચક્રવાત અથવા તોફાન (વિશેષ કિસ્સાઓમાં જ એક્સ્ટ્રાટ્રોપિકલ ચક્રવાત) તેમને નીચા દબાણવાળા ઝોન કહેવામાં આવે છે.. વાતાવરણની બધી હવા અથવા પૃથ્વીના મહાસાગરોમાંનું તમામ પાણી આ દબાણના તફાવતોને કારણે ફરે છે. દબાણ એ તમામ ગુણધર્મોની માતા છે; હકીકતમાં, અન્ય ઘણા ચલો દબાણના ફેરફારોને અસર કરે છે: ઘનતા, તાપમાન, સ્નિગ્ધતા, ગુરુત્વાકર્ષણ, કોરિઓલિસ દળો, વિવિધ જડતા, વગેરે; વાસ્તવમાં, જ્યારે હવાના પરમાણુ ફરે છે, ત્યારે તે આમ કરે છે કારણ કે તેની આગળ આવેલા પરમાણુએ ઓછા દબાણનો વિસ્તાર છોડી દીધો છે, તે પ્રદેશ તરત જ ભરાઈ જાય છે.

અમે વાતાવરણ અથવા સમુદ્ર જેવા માધ્યમોમાં ઉદ્ભવતા કારણો અથવા અસ્થિરતા જોયા છે, જે ચોક્કસ ભૂમિતિ બનાવે છે, તેમાંથી એક - આ કાર્યનો વિષય - કહેવાતા વોન કર્મન વોર્ટિસીસ છે. હવે, એકવાર આપણે કોઈપણ પ્રવાહીની તમામ ગતિશીલતામાં દખલ કરતા કારણો અને ચલોને સમજી લઈએ, તો અમે આ અત્યંત ચોક્કસ ભૂમિતિ વિશે જાણવા માટે તૈયાર છીએ.

જ્યારે હવાનો પ્રવાહ કોઈપણ આસપાસ ફરે છે ભૂમિતિ, તેની આસપાસ વિકસિત થાય છે, જે અસ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે, જેમ આપણે પહેલેથી જ જોયું છે, અશાંતિ બનાવે છે; આ અશાંતિઓ વ્યવહારીક રીતે અનંત પ્રકારો અને સ્વરૂપો ધરાવે છે; તેમાંના મોટા ભાગના સામયિક નથી; એટલે કે, તેઓ સમયસર પુનરાવર્તિત થતા નથી. અથવા જગ્યા, પરંતુ કેટલાક કરે છે. આ ઉપરોક્ત વોન કર્મન વોર્ટિસીસનો કેસ છે.

તેઓ ખૂબ ચોક્કસ એરસ્પીડ પરિસ્થિતિઓ અને અવરોધ તરીકે કામ કરતા પદાર્થના ચોક્કસ પરિમાણો હેઠળ રચાય છે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી દ્વારા તમે વોન કર્મન વોર્ટિસીસ, તેમની લાક્ષણિકતાઓ અને હવામાનશાસ્ત્રમાં મહત્વ વિશે વધુ જાણી શકશો.