Instabilità fluidodinamica: differenze tra le versioni
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La teoria e i metodi della stabilità fluidodinamica riguardano in generale lo studio della risposta di un flusso laminare a disturbi di piccola o moderatamente piccola ampiezza. E’ opportuno osservare che le problematiche della stabilità in fluidodinamica hanno molto in comune con quelle di altri settori scientifici quali l'elettromagnetismo, la magnetoidrodinamica, la fisica dei plasmi, l'oceanografia, l'astrofisica, l'elasticità. In campo aerospaziale di rilievo è l'applicazione all’interazione aerodinamica di superfici con flussi esterni allo scopo di minimizzare la resistenza d’[[attrito]] e, più in generale, effettuare una strategia di controllo del flusso.
I concetti di base della stabilità fluidodinamica sono stati fissati e le metodologie d’indagine sono state sviluppate a partire dalla seconda metà del diciannovesimo secolo grazie ai contributi di [[Hermann von Helmholtz|Helmholtz]], [[William Thomson|Kelvin]], [[John William Strutt Rayleigh|Rayleigh]], [[Osborne Reynolds|Reynolds]].
Vale la pena di sottolineare che il concetto della stabilità dello stato di un sistema fisico era già stato formalizzato in precedenza, in particolare in meccanica, allo scopo di analizzare il comportamento dinamico (stabilità e/od oscillazioni) di masse.
Una definizione di stato stabile di un sistema, tanto qualitativa quanto incisiva, è attribuita a [[James Clerk Maxwell|Maxwell]]: ''Considerata una condizione iniziale di un sistema, se una qualunque piccola variazione di essa modificherà quello stato in istanti successivi solo per una qualunque piccola entità, allora la condizione iniziale stessa è detta stabile; se invece, una qualunque piccola variazione dello stato iniziale (attuale) può produrre uno scostamento finito dello stato del sistema in un tempo finito, la condizione del sistema è detta instabile''.
Più o meno allo stesso periodo risale la celebrata esperienza di [[Osborne Reynolds|Reynolds]] (1883) riguardante un'indagine sperimentale sull'instabilità di flussi (il liquido impiegato era acqua) in condotti, o, in altri termini, l'osservazione della transizione dal regime laminare a quello turbolento quando una opportuna combinazione dei parametri di governo del fenomeno (velocità media del flusso, diametro del condotto, coefficiente di [[viscosità]] cinematica), oggi denominata numero di [[Osborne Reynolds|Reynolds]], supera un certo valore critico.
Per quanto l'esperimento di Reynolds sia forse il più datato sistematico esperimento sulla instabilità in fluidodinamica, e nel corso degli anni sia stato oggetto di successive approfondite indagini effettuate con tecniche sperimentali sempre più sofisticate, paradossalmente dal punto di vista teorico esso non appare a tutto oggi ancora completamente chiarito. Proprio nel caso dell'esperimento di Reynolds la definizione di stabilità (o di instabilità) posta da Maxwell non è applicabile in quanto si dimostra che il moto in condotti con profilo di velocità parabolico (moto alla Poiseuille) è stabile per tutte le perturbazioni infinitesime a tutti i numeri di Reynolds. Si è ipotizzato, quindi, che al crescere del numero di Reynolds il flusso diventa instabile a causa dell'amplificazione di disturbi di ampiezza finita o ancora, secondo una teoria più recente, che i disturbi infinitesimi si amplificano in modo significativo durante la fase iniziale transitoria.
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