Apa itu Aliran Turbulen?

Aliran adalah gerakan fluida yang tetap atau terus menerus, baik itu melalui pipa, melintasi airfoil atau di tempat terbuka, seperti dalam kasus udara terbuka atau laut. Jenis gerakan ini termasuk dalam salah satu dari tiga kategori umum: aliran laminar, aliran turbulen, atau aliran transisi. Superkomputer dan perangkat lunak khusus diperlukan dalam mempertimbangkan model matematika yang kompleks dari perilaku aliran tersebut.

Aliran laminar melalui pipa dapat divisualisasikan sebagai serangkaian lapisan yang sangat tipis — silinder cairan bersarang — dari permukaan bagian dalam pipa ke pusatnya. Karakteristik yang mendukung aliran laminar adalah dinding pipa yang halus dan viskositas fluida yang tinggi. Lapisan terluar cairan menempel pada pipa. Lapisan lain meluncur di dalam satu sama lain dengan kecepatan yang sedikit meningkat saat pusat didekati. Aliran laminar cukup dapat diprediksi dan teratur.

Aliran turbulen adalah aliran dalam gejolak — aliran lengkap dengan pusaran dan pusaran. Kata “turbulensi” menyiratkan tindakan pencampuran, meningkatkan atau mempertahankan komposisi cairan yang seragam di seluruh isi pipa. Aliran turbulen disukai oleh interior pipa yang kasar dan cairan dengan viskositas rendah. Ini juga disukai dengan meningkatkan kepadatan cairan. Salah satu contoh aliran turbulen adalah aliran darah melalui arteri.

Aliran transisi berada di antara dua jenis pertama. Ini menggabungkan aliran laminar di sepanjang tepi bagian dalam pipa dengan aliran turbulen di tengah. Insinyur mixer khusus merancang impeler yang memperkenalkan aliran transisi dalam cairan yang sangat kental yang biasanya akan menunjukkan aliran laminar. Ini menghemat waktu pencampuran dan uang.

Aliran turbulen sangat penting untuk penerbangan dalam dua cara. Turbulensi udara di sekitarnya, yang dihasilkan oleh sistem cuaca, berada di luar kendali perancang. Yang lainnya adalah turbulensi yang dihasilkan oleh pesawat itu sendiri, terutama sayapnya. Turbulensi terkendali semacam ini berasal dari sayap dan dapat dibagi menjadi turbulensi bangun dan turbulensi airfoil.

Wake turbulence adalah aliran yang dihasilkan oleh ujung sayap pesawat, dan seringkali berbentuk pola melingkar dari udara yang tegak lurus dengan arah penerbangan. Turbulensi airfoil dihasilkan di seluruh permukaan sayap dan menyebabkan drag pesawat dan kehilangan daya angkat. Metode untuk mengurangi turbulensi wake dan airfoil merupakan subjek dari banyak teori dan desain.