ความปั่นป่วน

ในพลศาสตร์ของไหล ความปั่นป่วน (อังกฤษ: turbulence) หรือ การไหลแบบปั่นป่วน (อังกฤษ: turbulent flow) เป็นการเคลื่อนที่ของของไหลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความดันและความเร็วการไหลแบบอลวน ซึ่งตรงข้ามกับการไหลแบบราบเรียบที่เกิดขึ้นเมื่อของไหลเคลื่อนที่แยกชั้นกันแบบขนาน โดยไม่มีการปะปนกันระหว่างในแต่ละชั้น

ความปั่นป่วนสามารถพบได้ในปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น คลื่นหัวแตก แม่น้ำที่ไหลอย่างรวดเร็ว เมฆพายุลูกคลื่น หรือควันจากปล่องไฟ และการไหลของของไหลส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือที่สร้างขึ้นเพื่อประยุกต์ใช้ในด้านวิศวกรรมจะเป็นการไหลแบบปั่นป่วน ความปั่นป่วนเกิดจากพลังงานจลน์ที่มีมากเกินไปในส่วนของการไหลของของไหล ซึ่งมีมากกว่าปรากฏการณ์การหน่วงที่เกิดจากความหนืดของของไหล ด้วยเหตุนี้ ความปั่นป่วนจึงมักพบได้บ่อยกว่าในของไหลที่มีความหนืดต่ำ โดยทั่วไปแล้ว ในการไหลแบบปั่นป่วน กระแสวนแบบไม่แน่นอนจะเกิดขึ้นในหลายขนาดซึ่งจะมีปฏิกิริยากับกระแสวนอื่น ทำให้เกิดแรงต้านเนื่องจากผลกระทบจากแรงเสียดทานมีเพิ่มมากขึ้น ซึ่งจะเพิ่มพลังงานที่ต้องใช้ในการสูบของไหลผ่านท่อ

ขีดเริ่มต้นของความปั่นป่วนสามารถทำนายได้จากค่าของตัวเลขไร้หน่วยที่เรียกว่า ตัวเลขเรย์โนลด์ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของพลังงานจลน์ต่อการหน่วงเนื่องจากความหนืดในการไหลของของไหล อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์เกี่ยวกับความปั่นป่วนในทางฟิสิกส์อย่างละเอียดเป็นสิ่งที่ยุ่งยากและซับซ้อนมาเป็นเวลานาน และปฏิกิริยาที่เกิดภายในความปั่นป่วนก็ถือเป็นปรากฏการณ์ที่มีความซับซ้อนเป็นอย่างมาก โดยริชาร์ด ไฟน์แมน ได้อธิบายไว้ว่าความปั่นป่วนเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดซึ่งยังแก้ไม่ได้ในฟิสิกส์ดั้งเดิม

ความเข้มข้นของความปั่นป่วนนั้นมีผลกระทบต่อวงการต่างๆ หลายวงการ เช่น นิเวศวิทยาของปลา มลพิษทางอากาศ หยาดน้ำฟ้า และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ