„Turbulencija je prisutna svuda oko nas i jedan je veoma komplikovan proces – izuzetno promjenjiv u prostoru i u vremenu.“, istakao je prof. dr. Suad Jakirlić na današnjem predavanju „Turbulencija: svakodnevna, ali teško shvatljiva – računarski pristup rješenju“, u kojem je publici približio jedan od najsloženijih fenomena mehanike fluida, prisutan svuda oko nas – i u nama.
Profesor Jakirlić je pojasnio da se turbulentni tokovi javljaju u rijekama, atmosferi, protoku krvi u živim organizmima, ali i u svim savremenim tehničkim sistemima – od automobila i aviona do brodova, motora i energetskih postrojenja. Iako se u svakodnevnom jeziku turbulencija vezuje za haos i nered, u naučnom smislu ona predstavlja izuzetno složen sistem vrtložnih struktura različitih veličina, oblika, brzina i trajanja, koje se međusobno sudaraju i stalno stvaraju nove vrtloge.
„Osnova turbulencije su turbulentni vrtlozi. Oni se kreću, sudaraju jedan s drugim i iz tih sudara nastaju novi vrtlozi. Trajanje jednog vrtloga je, u suštini, vrijeme između dva sudara“, naglasio je Jakirlić, ilustrujući složenost fenomena primjerima ekstremnih prirodnih pojava, poput vulkanskih erupcija koje uključuju ogromne prostorne i vremenske razmjere.
Iako je kretanje fluida matematički opisano Navier–Stokesovim jednačinama, profesor je istakao da za opšte turbulentne, trodimenzionalne i nestacionarne tokove ne postoje analitička rješenja. Upravo zato savremena nauka i industrija posežu za numeričkim metodama i računarskim simulacijama, poznatim pod zajedničkim nazivom numerička dinamika fluida (CFD).
„Problem nije u tome da jednačine ne postoje, već u tome što su matematički nerješive zbog svoje nelinearnosti. Zato koristimo računare da ih rješavamo numerički“, objasnio je Jakirlić. Međutim, dodao je da su direktne numeričke simulacije izuzetno računski zahtjevne i praktično neizvodive za realne industrijske primjene, poput aviona ili brodova, gdje su Reynoldsovi brojevi izuzetno visoki.
Zbog toga se u praksi koriste različiti nivoi aproksimacije – od metoda koje djelimično „filtriraju“ turbulentne vrtloge, do statističkih modela u kojima se tok vremenski usrednjava. „Industrija često mora dobiti rješenje preko noći. Ono nije savršeno, ali je dovoljno dobro za donošenje odluka“, rekao je Jakirlić, naglašavajući da se zahtjevi za tačnošću stalno povećavaju.
Poseban dio predavanja bio je posvećen budućnosti istraživanja turbulencije. Profesor je istakao da se očekuje sve veća uloga vještačke inteligencije, ali i naglasio da su vrtlozi i dalje ključ razumijevanja turbulencije. „Model turbulencije mora biti zasnovan na rješavanju vrtloga – jer su oni njena osnova. Ako to uspijemo, dobit ćemo perfektno rješenje“, zaključio je.
Profesor Suad Jakirlić, rođen u Sarajevu, danas je jedan od vodećih svjetskih stručnjaka u oblasti mehanike fluida i turbulencije, dugogodišnji urednik renomiranog časopisa Heat and Fluid Flow i bivši predsjedavajući Panela za procesno inženjerstvo Evropskog istraživačkog savjeta. Njegovo predavanje pružilo je rijedak uvid u to kako savremena nauka, uz pomoć računara, pokušava razumjeti i ukrotiti fenomen koji, kako je naglašeno, nije izuzetak – već pravilo.
