Instabilità di Rayleigh-Taylor: differenze tra le versioni

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[[Image:HD-Rayleigh-Taylor.gif|thumb|upright=1.6|Simulazione [[fluidodinamica]] dell'evoluzione temporale di un'instabilità di Rayleigh-Taylor in configurazione Heavy-Top. Da notare anche delle [[Instabilità di Kelvin-Helmholtz]] lungo l'interfaccia della porzione di fluido pesante discendendente e quello leggero ascendente. La [[gravità]] è intesa diretta dalle ''y'' positive a quelle negative. ]]
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[[File:Crab Nebula.jpg|thumb|right|300px|Instabilità RT evidente nella [[Nebulosa Granchio]]]]
L<nowiki>'</nowiki>'''instabilità di Rayleigh-Taylor''' si presenta quando un [[campo medio]] spinge un [[fluido]] denso verso un fluido meno denso.
L''''instabilità di Rayleigh–Taylor''', o '''instabilità RT''' (dai fisici [[Lord Rayleigh]] e [[Geoffrey Ingram Taylor|G. I. Taylor]]), è un'instabilità di un'[[Interfaccia (chimica)|interfaccia]] tra due [[Fluido|fluidi]] di diverse [[densità]] che avviene quando il fluido più leggero spinge il fluido più pesante.<ref name=Sharp84>{{Cite journal|
Una benché minima perturbazione della superficie fa sì che il [[fluido]] più denso segua il [[campo medio]], raggiungendo la situazione di equilibrio in cui il [[fluido]] più denso occupi la regione a potenziale minore rispetto a quella occupata dal meno denso.
author=Sharp, D.H.|
Questo tipo di instabilità si può riscontrare per esempio riscaldando leggermente un fluido dal basso: esso diventa meno denso, ma manifesta inizialmente un'[[inversione termica]] instabile nel [[campo gravitazionale]] grazie alla sua [[viscosità]]: quando il gradiente di [[temperatura]] supera un certo valore critico si innesca la [[convezione|convezione naturale]], con cui il [[fluido]] si ridistribuisce.
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url=https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1104671/}}</ref><ref name=Drazin_50_51>
[[Philip Drazin|Drazin]] (2002) pp. 50–51.</ref><ref>{{Scholarpedia | title=Rayleigh–Taylor instability and mixing | urlname=Rayleigh-Taylor_instability_and_mixing | curator=David Youngs }}</ref> Esempi di ciò sono il comportamento dell'acqua sospesa sopra l'olio,<ref name=Drazin_50_51/> i [[Fungo atomico|funghi atomici]] come quelli delle [[Eruzione vulcanica|eruzioni vulcaniche]] e delle [[Esplosione nucleare|esplosioni nucleari]] atmosferiche,<ref>https://gizmodo.com/why-nuclear-bombs-create-mushroom-clouds-1468107869</ref> esplosioni di [[supernova]] nella quale il gas del nucleo che si espande viene accelerato contro il gas più denso dei gusci esterni,<ref>{{cite journal | author=Wang, C.-Y. | author2= Chevalier R. A. | last-author-amp=yes | title=Instabilities and Clumping in Type Ia Supernova Remnants | arxiv=astro-ph/0005105v1 | date=2000 | doi=10.1086/319439 | volume=549 | issue= 2 | journal=The Astrophysical Journal | pages=1119–1134 | bibcode=2001ApJ...549.1119W}}</ref><ref>{{Cite book | contribution=Supernova 1987a in the Large Magellanic Cloud | first1=W. | last1=Hillebrandt | first2=P. | last2=Höflich | title=Stellar Astrophysics | editor=R. J. Tayler | publisher=[[CRC Press]] | date=1992 | isbn=978-0-7503-0200-5 | pages=249–302 }}. See page 274.</ref> instabilità nei reattori di fusione al plasma e<ref>{{Cite journal | first1=H. B. | last1=Chen | first2=B. | last2=Hilko | first3=E. | last3=Panarella | title=The Rayleigh–Taylor instability in the spherical pinch | journal=Journal of Fusion Energy | volume=13 | issue=4 | date=1994 | doi=10.1007/BF02215847 | pages=275–280 |bibcode = 1994JFuE...13..275C }}</ref> [[Fusione a confinamento inerziale|fusioni a confinamento inerziale]].<ref>{{Cite journal | first1=R. | last1=Betti | first2=V.N. | last2=Goncharov | first3=R.L. | last3=McCrory | first4= C.P. | last4=Verdon | title=Growth rates of the ablative Rayleigh–Taylor instability in inertial confinement fusion | journal= Physics of Plasmas | volume=5 | issue=5 | date=1998 | pages=1446–1454 |bibcode = 1998PhPl....5.1446B |doi = 10.1063/1.872802 }}</ref>


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Simulazione fluidodinamica dell'evoluzione temporale di un'instabilità di Rayleigh-Taylor in configurazione Heavy-Top. Da notare anche delle instabilità di Kelvin-Helmholtz lungo l'interfaccia della porzione di fluido pesante discendendente e quello leggero ascendente. La gravità è intesa diretta dalle y positive a quelle negative.
Instabilità RT evidente nella Nebulosa Granchio

L'instabilità di Rayleigh–Taylor, o instabilità RT (dai fisici Lord Rayleigh e G. I. Taylor), è un'instabilità di un'interfaccia tra due fluidi di diverse densità che avviene quando il fluido più leggero spinge il fluido più pesante.[1][2][3] Esempi di ciò sono il comportamento dell'acqua sospesa sopra l'olio,[2] i funghi atomici come quelli delle eruzioni vulcaniche e delle esplosioni nucleari atmosferiche,[4] esplosioni di supernova nella quale il gas del nucleo che si espande viene accelerato contro il gas più denso dei gusci esterni,[5][6] instabilità nei reattori di fusione al plasma e[7] fusioni a confinamento inerziale.[8]

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  1. ^ Sharp, D.H., An Overview of Rayleigh-Taylor Instability, in Physica D, vol. 12, n. 1, 1984, pp. 3–18, DOI:10.1016/0167-2789(84)90510-4.
  2. ^ a b Drazin (2002) pp. 50–51.
  3. ^ Template:Scholarpedia
  4. ^ https://gizmodo.com/why-nuclear-bombs-create-mushroom-clouds-1468107869
  5. ^ Wang, C.-Y., Instabilities and Clumping in Type Ia Supernova Remnants, in The Astrophysical Journal, vol. 549, n. 2, 2000, pp. 1119–1134, DOI:10.1086/319439.
  6. ^ R. J. Tayler (a cura di), Stellar Astrophysics, CRC Press, 1992, pp. 249–302, ISBN 978-0-7503-0200-5.. See page 274.
  7. ^ The Rayleigh–Taylor instability in the spherical pinch, in Journal of Fusion Energy, vol. 13, n. 4, 1994, pp. 275–280, DOI:10.1007/BF02215847.
  8. ^ Growth rates of the ablative Rayleigh–Taylor instability in inertial confinement fusion, in Physics of Plasmas, vol. 5, n. 5, 1998, pp. 1446–1454, DOI:10.1063/1.872802.
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