Turbulensi: Salah Satu Misteri Besar Dunia Fisika

Terkadang, pada saat kita menaiki pesawat, badan pesawat tiba-tiba terasa bergetar sedangkan jika dilihat di luar jendela tidak ada apapun. Getaran ini bahkan lebih parah pesawat ketika memasuki awan. Hal ini disebut turbulensi.

Turbulensi pada vorteks di ujung sayap pesawat.

Table of Contents

Apa Sih Sebenarnya Turbulensi Itu?

Sejauh ini, setelah berpuluh-puluh tahun penelitian, sebenarnya kita hanya sedikit tahu tentang turbulensi. Secara sederhana, turbulensi adalah perubahan tekanan dan kecepatan aliran yang menjadi kacau.

Turbulensi terjadi pada semua fluida yang bergerak. Fluida sendiri adalah zat yang dapat mengalir seperti zat cair, gas, dan plasma. Karena terjadi pada semua fluida maka turbulensi dapat terjadi di aliran sungai, arus laut, angin, kopi yang diaduk, asap yang bergerak naik, termasuk aliran udara pada pesawat yang menyebabkan badan pesawat bergetar.

Seberapa Jauh Kita Tahu Tentang Turbulensi?

Aliran fluida biasanya memiliki dua jenis aliran, yaitu aliran laminar (Laminar Flow) dan aliran turbulensi (Turbulence Flow). Aliran laminar adalah aliran yang stabil dan mulus. Sedangkan aliran turbulensi, seperti yang dijelaskan sebelumnya, tidak teratur.

Pada ilustrasi di atas dapat kita lihat dengan jelas perbedaan dari aliran laminar dan aliran turbulensi. Jika kita perhatikan, saat aliran turbulensi semakin jauh dari kotak maka aliran akan semakin kacau. Hal yang sama juga terjadi pada asap. Contoh sederhanya adalah ketika kamu menyalakan korek batangan kemudian tunggu hingga apinya mati. Dalam kondisi tenang pun seringkali asap yang awalnya di bawah tenang semakin ke atas semakin tidak karuan.

Turbulensi sendiri memiliki beberapa karakteristik.

1. **Turbulensi selalu bersifat “chaos” atau kacau**

Chaos berbeda dengan Random (acak). Chaos bergantung pada kondisi awal sedangkan random tidak. Sangat sulit memprediksi hasil akhir dari chaos meskipun kita punya banyak informasi tentang hal itu.

Perbedaan input yang kecil menjadi perbedaan output yang besar.
Sumber

Pada animasi di atas, perbedaan input yang sangat kecil pun dapat membuat gerak bandul sangat berbeda kedepannya.

2. Turbulensi juga terjadi di skala yang berbeda-beda

Turbulensi terjadi dari skala besar, seperti iklim bumi, sekala sedang seperti pergerakan angin melewati gedung pencakar langit, hingga pada skala kecil seperti dalam segelas kopi. Hal ini menyebabkan terjadinya perubahan cuaca yang sulit diprediksi dalam jangka waktu lama ke depan, membuat kita kesulitan memandangi indahnya langit malam.

turbulensi iklim bumi — Turbulensi pada tingkat iklim.
Copyright: NASA/NOAA GOES Project Dennis Chesters

Kenapa Memahami Turbulensi Itu Penting?

Fluida yang mengalir terjadi hampir di mana saja. Dengan begitu jika kita dapat memahami turbulensi tentunya kan sangat berpengaruh ke berbagai bidang dan aspek kehidupan. Seperti dapat mendesain kincir angin yang lebih efisien, dapat memprediksi cuaca dengan lebih baik, atau bahkan dapat memanipulasi angin tornado. Selain itu, dalam dunia industri, pipa-pipa aliran dapat dirancang dengan lebih baik yang tentunya akan sangat menghemat energi dan biaya.

Kesimpulan

Turbulensi adalah chaos yang terjadi pada fluida yang mengalir/bergerak dan hal ini terjadi hampir di mana saja. Sejauh ini fenomena turbulensi ini sendiri masih harus banyak dikaji dan diteliti. Karena turbulensi ini bersifat chaos, maka memprediksi dan memahaminya pun memang cukup sulit. Akan tetapi, jika pemahaman tersebut berhasil diperoleh, maka akan terjadi perkembangan yang cukup besar dalam kehidupan manusia.

Sumber dan Referensi: