Da Claes Johnson ( le altre parti qui )

Soluzione turbolenta delle equazioni di Eulero con una condizione al contorno di scorrimento con una scia turbolenta derivante dall'instabilità del flusso opposto alla separazione posteriore che crea resistenza.

Ludwig Prandtl è nominato padre della moderna meccanica dei fluidi  motivato dalla sua  teoria dello strato limite con una condizione al contorno antiscivolo come elemento chiave, che ha dominato la meccanica dei fluidi dagli anni '20. Antiscivolo significa che un fluido incontra un confine solido fisso con velocità zero creando così uno strato limite che  collega la velocità del flusso libero lontano dal confine con il ridimensionamento dello spessore conv−−√insieme avviscosità del fluido di dimensioni tipiche0.000001. Un tipico strato limite è quindi di dimensioni molto sottili0,001che richiede così tanti punti di maglia nel calcolo che la potenza di calcolo richiesta è ancora lontana oggi. Inoltre, la meccanica dei fluidi a piccola viscosità è turbolenta con scale ridotte che richiedono anche una risoluzione.

Padre Prandtl con la sua condizione al contorno antiscivolo ha quindi costretto la moderna meccanica dei fluidi a una ricerca infruttuosa di  modelli di pareti che cercano di  aggirare la necessità della risoluzione dello strato limite, che ha trasformato la moderna meccanica dei fluidi in un incubo della modellazione di pareti .

Come può essere? Il motivo è che con la condizione di non slittamento Prandtl potrebbe presentare una risoluzione del  Paradosso di d'Alembert che  rimane irrisolto dalla sua formulazione nel 1755, con il paradosso che confronta la previsione di resistenza zero o resistenza al movimento nel  flusso potenziale teorico che soddisfa una condizione al contorno di slittamento  come un modello di piccolo  attrito cutaneo  di dimensioni0,001permettendo al fluido di scorrere senza attrito lungo un confine solido, con osservazione del flusso reale con resistenza sostanziale. 

Come notato dal premio Nobel Hinshelwood, questo ha reso la meccanica dei fluidi dall'inizio uno scherzo quando divisa in

• pratica fluidodinamica o idraulica osservando fenomeni non spiegabili (trascinamento diverso da zero) 
• fluidodinamica teorica che spiega fenomeni non osservabili (zero drag).    

Prandtl ha suggerito di risolvere il paradosso dichiarando il flusso potenziale che soddisfa le equazioni di Eulero per il flusso leggermente viscoso come una soluzione illegale a causa della violazione della condizione di antiscivolo . Questo semplice trucco ha portato sollievo alla meccanica dei fluidi fin dall'inizio vista come uno scherzo, ma ha avuto l'effetto collaterale di trasformare la meccanica dei fluidi in un incubo computazionale. Dalle ceneri al fuoco.

Nel 2010 ho pubblicato insieme a Johan Hoffman una vera risoluzione del paradosso di d'Alembert  nel prestigioso Journal of Mathematical Fluid Mechanics, che ha mostrato che il motivo per cui la soluzione potenziale di trascinamento zero con slip non può essere osservata è che è instabile e così è sostituito da una soluzione turbolenta delle equazioni di Eulero con scorrimento ma resistenza diversa da zero da una  scia turbolenta.  La resistenza principale non è quindi un effetto dell'attrito della pelle come affermato da Prandtl, ma dalla turbolenza del flusso libero come mostrato nella figura sopra.  

Questo lavoro ha cambiato le premesse per la meccanica dei fluidi, liberandola dall'impossibilità computazionale dello slittamento, poiché lo scorrimento non genera alcuno strato limite. Il pieno potenziale è esposto in Euler Right! Prandtl sbagliato?  inclusa una rivelazione del Segreto del Volo . Dai un'occhiata e liberati dalla prigione dell'antiscivolo.