TURBULENTIE

In het artikel van Rob van den Berg over turbulentie (W&O, 26 oktober) stond een aantal onnauwkeurigheden. Het is wellicht goed die recht te zetten. Van den Berg schrijft: “Turbulentie verstoort de luchtstroming langs een vliegtuigvleugel waardoor het vliegtuig lift verliest, een verschijnsel dat we - tot onze schrik - allemaal wel eens tijdens een vliegreis hebben meegemaakt.” Wat hij beschrijft is een zogenoemde 'luchtzak', een gebied met sterk neerwaarts gerichte luchtsnelheden.

Het is niet zozeer dat het vliegtuig door dit effect (turbulentie op grote schaal) z'n lift 'verliest', dit is slechts het gedeelte ten gevolge van het plotseling verkleinen van de invalshoek; het vliegtuig wordt meegenomen in de neerwaartse stroming.

Overigens, als er géén turbulentie was, zou er een laminaire grenslaag om de vliegtuigvleugel bestaan, die minder stabiel is dan de turbulente grenslaag. Het vliegen zou op zijn minst 'moeilijker' zijn. De luchtwervelingen achter opstijgende en dalende vliegtuigen, waarover Van den Berg schrijft, zijn geen goed voorbeeld van turbulentie. Dit is een gevolg van de afdruipende 'dragende' wervel die door de vleugel wordt opgewekt.

In aanvulling op Van den Bergs artikel over turbulentie is het interessant te verwijzen naar Von Kàrmàns biografie 'The Wind and Beyond', waar nogal wat aandacht aan de wervelstraat wordt gegeven, hoofdstuk 7: 'Beginning of Aviation Science' en hoofdstuk 27: 'Collapse of the Tacoma Bridge'.

Van den Berg schrijft dat turbulentie wel het “laatste probleem van de klassieke natuurkunde wordt genoemd”. Het ware beter stromingsleer als zodanig aan te duiden. Het is een vakgebied dat nog veel 'haec sunt leones'-gebieden kent, niet alleen turbulentie, ook hoge snelheids aerodynamica, maar dat als geen ander het aanzien van de maatschappij heeft veranderd. Het heeft het vliegtuig mogelijk gemaakt en later de raket. De effecten op reis- en communicatie-mogelijkheden zijn nauwelijks te overschatten. Hoewel de gebroeders Wright uitgebreid technisch-wetenschappelijk onderzoek deden, wat het vliegtuig mogelijk maakte, kregen zij geen Nobelprijs. Evenmin grote geleerden als Ludwig Prandtl of Theodore von Kàrmàn werden door het Nobel-comité geëerd. In feite wordt de stromingsleer, inclusief turbulentie, als het stiefkind van de natuurkunde beschouwd. Misschien maar goed ook, want Einstein begreep er niets van (zie o.a. 'The Wind and Beyond') en heeft er ook nogal wat onzin over geschreven.

Hoewel het numeriek modelleren van stromingen tot bijzonder betrouwbare en goede resultaten kan leiden, is dit tot nu toe alleen met succes mogelijk gebleken in die gebieden waar voldoende kennis en ervaring met de stroming bestaat om te beoordelen of de resultaten 'betrouwbaar' zijn. Waar men nieuwe gebieden betreedt blijken steeds opnieuw numerieke technieken tot de meest onjuiste resultaten te kunnen leiden. Slechts experimenteel onderzoek kan duidelijk maken welke computeroplossing met die van Moeder Natuur overeenkomt. Computersimulatie heeft 'tot op heden' nog niet bijgedragen tot een beter inzicht in de stromingsleer of turbulentie.

    • Ir. H.F.R. Schöyer