Wanneer zwermen bellen door hun drijfvermogen omhoog worden gedreven door een vloeistof, ze kunnen in hun kielzog complexe stroompatronen genereren. genaamd 'pseudo-turbulentie, ' deze patronen worden gekenmerkt door een universele wiskundige relatie tussen de energie van stromen van verschillende grootte, en de frequentie van hun voorkomen. Deze relatie is nu op grote schaal waargenomen door middel van 3D-simulaties, maar het is minder duidelijk of het nog steeds geldt voor 2D-zwermen bellen. Door onderzoek gepubliceerd in EPJ E , Rashmi Ramadugu en collega's van het TIFR Centre for Interdisciplinary Sciences in Hyderabad, Indië, laten zien dat in 2D gesimuleerde vloeistoffen, dit patroon verandert binnen grotere stromen in minder viskeuze vloeistoffen.

De ontdekkingen van het team hebben betrekking op een belangrijk overzicht in simulaties van vloeistofdynamica, en zou onderzoekers in gebieden van oceanografie tot akoestiek in staat kunnen stellen hun voorspellingen te verbeteren. Vroeger, veel onderzoeken naar pseudo-turbulentie hebben aangetoond dat de statistische eigenschappen van 3-D bellenzwermen universeel blijven over een breed scala aan oppervlaktespanningen van bellen, vloeibare viscositeiten, en dichtheidsverhoudingen tussen bellen en vloeistoffen. In 2D-vloeistoffen, echter, een effect dat een 'inverse energiecascade' wordt genoemd, maakt het mogelijk om energie over te dragen van kleine naar grootschalige stromen. In hun studie hebben Het team van Ramadugu wilde voor het eerst de implicaties van dit mechanisme onderzoeken.

De onderzoekers bereikten hun resultaten door een simulatieaanpak die volledig rekening houdt met turbulente stromingen op alle schalen in ruimte en tijd, waardoor het voor hen niet meer nodig is om onvoorspelbaar gedrag te benaderen. Ze ontdekten dat terwijl de gebruikelijke pseudo-turbulentierelatie op grotere schaal geldt in meer viskeuze vloeistoffen; en op kleinere schaal in minder viskeuze vloeistoffen, ander gedrag kan worden gevonden in grotere stromen binnen meer viskeuze vloeistoffen. Hier, Ramadugu en collega's ontdekten dat er een inverse energiecascade optreedt in het kielzog van de bellenzwerm; evenals een andere wiskundige relatie tussen stroomenergie en frequentie dan eerder waargenomen.