டர்புலன்ஸ் ஒரு அறிமுகம் – பாகம் 1

டர்புலன்ஸ் என்ற ஆங்கில வார்த்தையை உச்சரித்ததும் மனக்கண்முன் பல குழப்பங்கள் படமாகத் வந்துபோகலாம் – நுரைபொங்கும் காவிரி, அலைமோதும் கடல், சுழன்றடிக்கும் புயல், நிசப்த நட்சத்திர வெடிப்பு, கலர் நொடிக் கனவுகள், வளையல் குலுங்கும் கலிடாஸ்கோப், பனகல் பார்க் டிராஃபிக், தட்டாமாலை இப்படி. டர்புலன்ஸ் என்ற ஆங்கில வார்த்தைக்கு குழப்பம் என்று பொருள்கொள்ளலாம்தானே.

ஆனால் அறிவியலில், குறிப்பாக இயற்பியலின் ஒரு பகுதியாக நாம் வகுத்திருக்கும் திரவ-இயற்பியலில், டர்புலன்ஸ் என்றால் வேறு. சற்று ஆர்கனைஸ்டு குழப்பம்.

இந்த விஷயத்தை பற்றிய ஆராய்ச்சி பல நூற்றாண்டுகளாக இன்றும் தொடருகிறது. இப்பவும் குன்சாகத்தான் புரிகிறது. இந்த தொடர் கட்டுரைகளில் டர்புலன்ஸ் என்றால் விஞ்ஞானிகள் எதைக்குறிப்பிடுகின்றனர், அதன் புதிர்கள் என்ன, அதை ஆராய்வதில் என்ன பலன்கள், இதனால் தமிழ்நாட்டின் தண்ணீர் பிரச்சனை தீருமா என்று சில விஷயங்களை நாம் பகிர்ந்துகொள்வோம்.

குழாயினுள்ளோ கடலிலோ, திரவங்களின் ஓட்டத்தை விஞ்ஞானிகள் பொதுவாக இரு பிரிவுகளாக்கி புரிந்துகொள்ள முயலுகின்றனர். ஒன்று லாமினர் (laminar), மற்றொன்று டர்புலன்ட் (turbulent). இவற்றை முறையே சீர் ஓட்டம், அமளி ஓட்டம் என்று எழுதினால் புரியும் என்று நினைக்கிறேன்.

இந்த நாமகரணங்களின் என் தாத்பர்யத்தை சற்று விளக்கிவிடுகிறேன். பொறுமையாக படித்துவிடுங்கள். பின்னால் குழப்பங்களை தவிர்க்கலாம்.

லாமினர் என்பது லாமினே (laminae) என்ற லத்தீன் வார்த்தையின் ஆங்கில திரிபு. லாமினே என்றால் தகடு. இதனால் லாமினர் ஓட்டத்தை தகடொத்தவோட்டம் என்றும் புத்தகங்களில் நீங்கள் படித்திருக்கலாம். அதுவும் சரியே. ஆனால் நான் இங்கு விளக்கும் டர்புலன்ஸ்ஸிற்கு சற்று எதிர்மறையான அர்த்தத்துடன் சரியாக வருவது சீரோட்டம் (சீர் = ஒழுங்கு). அதையே உபயோகிப்பதாக உள்ளேன்.

அதேபோல் டர்புலன்ஸ் என்றால் குழப்பமான ஓட்டம் இல்லையோ. இல்லை. கேயாஸ் தியரி பற்றி முன்பு பார்த்தோம். கேயாஸ் என்றால் ஆங்கிலத்தில் குழப்பம். திரவங்களின் டர்புலன்ஸ் என்பது, திரவங்களின் கேயாஸ் (தியரி) அல்ல. டர்புலன்ஸை கேயாஸ் தியரி கொண்டு விளக்க முற்படலாம். ஆனால் டர்புலன்ஸே கேயாஸ் அல்ல. அப்படி செய்தால் அக்கவுண்ட்ஸை கணக்கு என்று தமிழில் மேம்போக்காக கூறி, மீண்டும் அதை ஆங்கிலப்படுத்தி, மேத்ஸ் என்று கூறுவதுபோல் ஆகிவிடும்.

குழப்பத்திற்கு பதில், சார்ந்த சில வார்த்தைகளை டர்புலன்ஸிற்கு பொருத்தலாம். சிக்கலான ஓட்டம்? உஹூம். இது காம்ப்ளக்ஸ் ஃப்ளோ என்று, திரவ-இயற்பியலின் பகுதியான, காம்ப்ளக்ஸ் திரவங்களின் ஓட்டத்தை குறிக்கும்படியாகிவிடும். நீர்-வாயு என கலந்து இருப்பவை, சேறு, சகதி இவைகள் காம்ப்ளக்ஸ் திரவங்களின் உதாரணம். சில காம்ப்ளக்ஸ் ஃப்ளோக்கள் டர்புலன்ஸாகலாம், ஆனால் அனைத்து டர்புலன்ஸ்ஸும் காம்ப்ளக்ஸ் ஃப்ளோ அல்ல. என் மனைவி பச்சைபுடவை கட்டிக்கொண்டிருப்பாள். மிச்ச ஜோக்கை மனதில் நிரப்பிக்கொள்ளுங்கள்.

இதே ரீதியில், சலன ஓட்டம் என்பது டிஸ்டர்ப்ட் ஃப்ளோ, சீக்கிரம் சரியாகி, சீரோட்டமாகிவிடும். டர்புலன்ஸ் அல்ல. சீரோட்டத்தை எதிர்த்து ஒழுங்கற்ற ஓட்டம்? இதுதான் நிஜமான அன்கண்ட்ரோல்ட் கேயாட்டிக் ஃப்ளோ, இது டர்புலன்ஸ் இல்லை. அதையும் தாண்டி, புனிதமான, நிஜ குழப்பம்.

அமர்க்களமான ஓட்டம், அடாவடியான ஓட்டம், கட்டுப்பாடற்ற ஓட்டம், தறிகெட்ட ஓட்டம், பலதிசை ஓட்டம், ஊரைவிட்டே ஓட்டம், இப்படி எதும் நான் விளக்க முற்படுவதை சரியாக சொல்வதாக எனக்குத் தோன்றவில்லை.

மிஞ்சியது ஆர்ப்பாட்டம், அமளி. இரண்டும வார்த்தைகளும் கட்டுப்பாடுகளை ஒருவகையில் சிதைக்கிறது, இழக்கிறது. ஆனால் மொத்தமாக இல்லை. போலீஸ் லத்தியடிக்கு கட்டுப்படும். டர்புலன்ஸ் சில விதிகளுக்கு கட்டுப்படுவது போல. இரண்டு வார்த்தைகளிலும் உடன் சத்தமும் இருக்கிறது. டர்புலன்ஸில் இருப்பது போல. இதில் ஆர்ப்பாட்டம் ஓரிடத்தில் வரிசையாக நிற்கும் சீரான கும்பலும் செய்யலாம் (கோஷமும் போடலாம், கரகோஷமும் செய்யலாம்). ஆனால் அமளி என்றால் கூட்டமும் சீராக ஒரிடத்தில் நில்லாமல் அங்குமிங்கும் ஓடிக்கொண்டே, சப்தமிடும் விஷயம். அதனால் இப்போதைக்கு, என்னைப்பொறுத்தவரையில், டர்புலன்ஸிற்கு அமளி ஓட்டம். ஓகேயா?

இனி அமளி.

முதலில் எது அமளி?

வீட்டில் சாமிப்பட ஊதுபத்தி புகை சற்று உயரம்வரை சீராக ஒரே தடிமனில் மேலெழும்பி சடாரென குழப்பமாகி மேனி முழுவதும் உடைந்து நாலாபுறமும் பரவி நர்த்தனமாடிக்கொண்டே செல்வதை பார்த்திருப்போம். ஒரு “தம்” போட்டுக்கொண்டு தீவிரமாக யோசித்துக்கொண்டிருக்கையில், கையிலுள்ள சிகரெட்டிலிருந்து மேலெழும்பும் புகையும் மேற்கூறிய மாறுதல்களை வெளிப்படுத்தும். ஆலை புகைபோக்கியிலிருந்து ஆகாயத்தில் வெளிப்படும் புகையும் இந்த அமளி ஓட்டத்தை வெளிப்படுத்தும். வீட்டில் சற்று உயரத்தில் இருக்கும் குழாயிலிருந்து மெலிதாக திறக்கையில் சீராக வெளிப்படும் தண்ணீரும் பொதுவாக தரையை தொடும் முன் ஆடி, ஆடி அகம் கனிந்து, விசை கூடிக் கூடி தண்ணீர் மெருகி, நாடி நாடி நரசிங்கா என்று நெளிநெளியாகி விடுவதும் அமளி ஓட்டத்தின் அறிகுறியே. (சரிப்பா, ஒரு ஃப்ளோல எழுதறதுதான். உதாரணம் புரியுதில்ல. மற்றபடி அறிவியல இலக்கியமாக்கற நோக்கமெல்லாம் இல்லை. மன்னிச்சு வுட்டுருங்க.)

டம்ளரிலிருந்து ஆற்றுகையில் டபராவிற்கு பயணிக்கும் காப்பியையும், பல்சார் பைக்கில் பயணிக்கையில் முகத்தை கோபமாக வருடிக்கொண்டு செல்லும் எதிர்க்காற்றையும், ரோட்டில் மழை நீரோட்டத்தையும், கடல் அலைகளையும், வானத்து மேகங்களையும், சூரியனில் புயல்களையும், நரம்புக்குழாய்களில் நம் ரத்த ஓட்டத்தையும் திரவங்களின் அமளி ஓட்டத்திற்கு உதாரணமாக கூறமுடியும். மேலே கொடுத்துள்ள, வலையில் இருந்து சுட்ட, விமானம் கிளம்புகையில் பின்னால் சுழலும் காற்றில் ஏற்பட்டுள்ளதும் அமளிதான். டர்புலண்ட் வோர்டெக்ஸ் என்பார்கள். அமளிச்சுழல். கீழே கொடுத்துள்ள சொக்கபானையின் தீஜ்வாலைகளும் அமளிதான். டர்புலண்ட் ப்ளூம் என்பார்கள். அமளி குஞ்சம்?

தினவாழ்வில் எதிர்கொள்ளும் மேற்கூறிய உதாரணங்களின் மூலம் அமளி நீரோட்டத்தை சுழலான, கலக்கப்பட்ட, நுரை பொங்கும், கிளர்ச்சிகளடங்கிய, குழப்பமான ஒரு நீரோட்டம் (திரவவோட்டம்) என்பதுவரை விளக்கமுடியும். இயற்கையை கவனித்து புரிந்துகொள்ள முயலும் அறிவியலார்களுக்கு முன்னோடியான இத்தாலிய மேதை லியனார்டோ டா வின்சி (தி டா வின்சி கோட் என்று அல்லோல்பட்டதே, அவர்தான்) குழாயிலிருந்து வெளிவரும் அமளி ஓட்டத்தை கவனித்து, பதினாறாம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் பொறுமையாக வரைந்துள்ளதை பாருங்கள்.

க்ளோசப்பில் ஏதோ மாடர்ன் ஆர்ட் போல இருக்கிறது இல்லையா. ஆனால் இவ்வகை ‘ஷாஜகானின் படம் வரைந்து பாகங்களை குறிக்கும்’ அறிமுகதளத்தில் இருந்துகொண்டு அமளி ஓட்டம் ஏன் உண்டாகிறது, எப்படி அதை வழிக்கு கொண்டுவருவது என்பதுபோன்ற கேள்விகளுக்கு காரணம்கூடிய விடை கூறுவது கடினம்.

விஞ்ஞானம் என்ன சொல்கிறது என்று அடுத்த பகுதியில் பார்ப்போம்.