湍流是個物理問題嗎,為什麼?

2022-12-01 13:15:06 字數 1485 閱讀 1477

1樓:尹朶月

這個問題其實涉及到 物理學專業與力學專業的差異。先說結論:力學作為描述物質運動的普適定律的基礎學科,無疑屬於物理學。

從某種意義上,可以說力學也是所有其他物理學分支的共同基礎。物理學在努力推廣力學的適用範圍,努力加深人類對物理學基礎定律的理解。譬如:

微觀的量子力學、高速的狹義相對論、強引力的廣義相對論。下面的座標系就向我們說明了各種現有力學理論的適用範圍。而力學專業則是在經典力學的框架下不斷細化深入,不斷研究越來越複雜的系統。

譬如湍流、非線性效應,譬如具體到飛彈和太空飛行器的動力學分析。兩條路的研究湍流被認為是經典物理學中最後乙個未解決的問題。然而湍流的概念及其應用早已經超出了經典物理的框架,並延伸到了現代物理學研究的各個分支中。

由於這是一篇概要性質、而非科普性質的,正規化差別比較大。比如說,力學系的學生可能完全不需要學對物理系來說最重要的量子力學,而同時物理系學生可能對力學系最重要的偏微分方程和非線性效應只有乙個非常粗淺的認識。而且這兩條路都極其複雜,都足夠耗費乙個人的一生。

所以慢慢就「分家」啦,湍流(尤其是磁流體湍流)涉及到天體物理中各個尺度的研究物件。在較大的星系團、星系的尺度上,湍流能量是反饋機制的重要**(關於反饋機制的科普介紹,在較小的尺度上,星際介質的湍流在很大程度上決定了恆星的形成,在密度的峰值上物質會由於引力不穩定性坍縮成恆星;在更小的尺度上,吸積盤機制的關鍵就是湍流的生成,湍流也充斥著恆星的內部。

2樓:難忘情冷雨夜

在生物物理中,湍流也是乙個重要概念。除了關於生物體的研究涉及到湍流(譬如血液的黏度和湍流的關係及其對生物體的影響),生態系統中的種群行為也會表現出湍流的特徵。在下面的兩幅圖中,第一幅圖出自一篇流體力學**,反映的是 一段湍流的持續時間/兩段湍流的間隔時間 和雷諾數的關係;第二幅圖出自一篇生物物理**,反映的是乙個**食種群的 生存時間/兩次爆發增長的間隔時間 和該種群繁殖率的關係。

可以看出,兩者驚人地相似。?

3樓:網友

湍流當然是個物理問題。

作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,湍流是流體的一種運動現象,應該屬於物理學的研究內容。

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