亂流

亂流是混亂、翻騰的流體運動，充滿了漩渦與渦流，以無法預測的方式混合翻滾。它是急流中翻白的水花、搖晃飛機的顛簸、上升的煙在平滑細絲散開後那團翻捲的混亂。它回答的問題是：當流動不再平靜有序、反而變得狂野時，會發生什麼事？

精確地說，亂流是不規則且無序的：任一點的速度在大小和方向上都快速而隨機地改變，流體形成大小不一的渦流，在它們之間交換能量並劇烈混合。當流動不穩定的慣性壓倒黏滯性的撫平作用時，亂流就出現，也就是在高雷諾數時——意味著高速、大尺寸或低黏滯性。與層流不同，它的細部運動無法逐刻預測；只能描述它的統計、平均行為。

亂流是我們遇到的大多數流動的常態——建築物周圍的風、河裡的水、流過機翼與汽車的空氣——它會大幅增加混合與阻力。它在天氣、工程和天文物理中都極為重要。一個誠實的坦白：亂流是出了名的古典物理未解難題之一。我們有支配它的方程式，也就是納維-斯托克斯方程式（Navier-Stokes equations），但對亂流的完整理解仍超出我們的掌握，所以工程師大量倚賴實驗、近似與電腦模擬。