对于大多数人来说，湍流是喷气机乘客穿过粗糙的空气袋所感受到的震动。但对于科学家来说，湍流是气体或液体的混乱流动，其中部分电流会卷曲成不规则的，更小的紧密涡流。这是一种非常普遍的现象，它可以影响天气条件，大大改变污染物的移动，抑制车辆的速度，或者以化学品混合和内燃机的运行方式发挥作用。然而，这种现象很难理解，科学家们不能轻易地预测湍流会如何表现。

在解决这个问题时，约翰霍普金斯大学的研究人员发现了一种新的数学公式，可以导致更精确的计算机模型描述湍流。机械工程教授CharlesMeneveau和该系博士生Yi Li在10月14日出版的“物理评论快报”上发表了一篇名为“advecteddelta-vee方程式”的公式。

“这个等式为我们提供了一个数学捷径来描述湍流的复杂特征，称为间歇性，”Meneveau说，他也是约翰霍普金斯大学环境与应用流体力学中心主任。“它只解决了整体湍流难题的一部分，但它是一个非常重要的部分。”

间歇性是指移动流体速度的突然，非常集中的变化。如果在图表上绘制流体的速度，则这些变化看起来像是尖锐的下降或悬崖，而不是平滑，平缓的斜坡。据说这些急剧变化是间歇性的，因为它们很少在湍流中发生，但是当它们发生时，它们可能非常猛烈。

这种特性特别难以包括湍流的计算机模型，因为它在数字上表示需要大量的计算和大量的计算能力。“从概念上讲，我们可以做到，”Meneveau说。“但这不实用。”

Meneveau和Li设计了一条捷径，跟踪两颗粒子，因为它们像一团风一样被两个气球抛出的湍流。由此产生的等式为他们提供了一种预测间歇性的工具，仅仅通过求解这个简单的方程而不必解决复杂的湍流计算机模型。“最终，我们相信这将有助于研究人员整合更精确的模型，可用于预测天气模式，水体内的运动，以及在内燃机内发生的一些动荡事件，”Meneveau说。“天体物理学家也对此感兴趣，因为，例如，行星际空间的磁场会像湍流般的间歇性特征一样。”

他和他的学生们一直在约翰霍普金斯的Homewoodcampus风洞中进行自己的湍流和间歇性测量。风洞实验允许他们收集数据，为更好的计算机模型提供想法，并帮助他们验证这些模型的预测是否与实际结果相匹配。