Turbulensi

Dalam dinamika fluida, turbulensi atau aliran turbulen adalah gerakan fluida yang ditandai dengan perubahan kekacauan dalam tekanan dan kecepatan aliran. Hal ini berbeda dengan aliran laminar, yang terjadi ketika fluida mengalir dalam lapisan paralel, tanpa gangguan di antara lapisan-lapisan itu.^[1]

Turbulensi umumnya diamati dalam fenomena sehari-hari seperti ombak pecah, sungai yang mengalir cepat, mengepul awan badai, atau asap dari cerobong asap, dan sebagian besar aliran fluida yang terjadi di alam atau dibuat dalam aplikasi teknik bersifat turbulen.^[2][3] Turbulensi disebabkan oleh energi kinetik yang berlebihan di bagian aliran fluida, yang mengatasi efek redaman dari viskositas fluida. Untuk alasan ini turbulensi umumnya diwujudkan dalam cairan dengan viskositas rendah. Secara umum, dalam aliran turbulen, vorteks goyah muncul dari banyak ukuran yang berinteraksi satu sama lain, yang mengakibatkan gaya hambat karena efek gesekan meningkat. Hal ini meningkatkan energi yang dibutuhkan untuk memompa cairan melalui pipa. Turbulensi dapat dieksploitasi, misalnya, oleh perangkat seperti spoiler aerodinamis pada pesawat yang "merusak" aliran laminar untuk meningkatkan drag dan mengurangi pengangkatan.

Permulaan turbulensi dapat diprediksi oleh bilangan Reynolds yang tidak berdimensi, rasio energi kinetik terhadap redaman viskos dalam aliran fluida. Namun, turbulensi telah lama menolak analisis fisik terperinci, dan interaksi dalam turbulensi menciptakan fenomena yang sangat kompleks. Richard Feynman menggambarkan turbulensi sebagai masalah paling penting yang belum terpecahkan dalam fisika klasik.^[4]