Penelitian Terbaru Buktikan Teori Kolmogorov Berlaku pada Turbulensi Gelembung

Para ilmuwan internasional berhasil menunjukkan bahwa kumpulan gelembung yang naik di dalam cairan dapat menciptakan turbulensi yang sesuai dengan teori klasik Kolmogorov yang dikembangkan hampir satu abad lalu. Studi ini penting karena mampu membuktikan secara langsung bagaimana energi dalam aliran turbulen berpindah dari pusaran besar ke pusaran kecil pada turbulensi yang dipicunya. Penelitian dilakukan oleh tim dari HZDR, Johns Hopkins University, dan Duke University menggunakan teknik pelacakan Lagrangian 3D untuk mengamati dengan tepat gerakan gelembung dan partikel air di ruang tiga dimensi. Dengan kolom air berdiameter 11,5 cm dan kamera kecepatan tinggi yang merekam hingga 2.500 frame per detik, mereka bisa menangkap gerakan gelembung secara detail. Dalam eksperimen, gelembung berukuran 3-5 mm yang bergerak naik tampak berosilasi dan menciptakan pusaran belakang yang kuat. Pada kondisi tertentu, turbulensi yang terjadi mengikuti prediksi teori Kolmogorov dengan baik untuk pusaran yang lebih kecil dari gelembung itu sendiri, memberikan bukti pertama skala tersebut berlaku dalam turbulensi gelembung. Peneliti juga mengembangkan rumus baru untuk menghitung kehilangan energi dalam aliran ini hanya dengan memperhatikan ukuran dan kerapatan gelembung. Temuan ini sangat relevan untuk aplikasi industri, karena dapat membantu memperbaiki proses seperti pencampuran kimia dan pengolahan air limbah melalui pemahaman yang lebih baik tentang turbulensi dengan gelembung. Meski ada beberapa keterbatasan, seperti pecahnya gelembung besar yang mengganggu struktur aliran, hasil riset ini menandai langkah besar dalam memahami aliran turbulen multifase dan membuktikan relevansi teori Kolmogorov yang sudah berumur lebih dari 80 tahun dalam kondisi yang sangat kompleks.