Transizione alla Turbolenza nello Strato Limite su una lastra piana

Le TWS (exact coherent structures) sono soluzioni non lineari delle equazioni di Navier-Stokes e risultano in generale instabili fin dall'inizio per il flusso in un tubo e per il flusso piano alla Couette. La loro instabilità è un'interessante caratteristica per il motivo che la turbolenza è spesso vista come una sequenza di instabilità. Queste TWS sono immaginate come dei punti di sella nello spazio delle fasi verso i quali il flusso, da una condizione d'instabilità si dirige seguendo una traiettoria stabile. Una volta giunto a queste soluzioni, che sono dei particolari stati del flusso, il campo del moto permarrà per un po' di tempo attorno a questi nodi instabili per poi essere espulso verso un'altra soluzione mantenendo in questo modo il flusso lontano dallo stato laminare.
Nagata (1990) fu il primo a scoprire queste soluzioni regolari non lineari per il flusso alla Tayolr-Couette tra due cilindri rotanti e trovò delle soluzioni tridimensionali indipendenti dal tempo. Le soluzioni per PCF furono ottenute portando a zero la velocità di rotazione dei cilindri. Più tardi sono state ottenute soluzioni non lineari per il flusso in un tubo, prima da Faisst & Eckhardt (2003) [9], Wedin & Kerswell (2004) [49], Pringle & Kerswell (2007) [24], Duguet e altri (2008) [6] e Pringle e altri (2009) [25]. Rotenberry [29], invece, trovò numericamente le TWS per lo strato limite di Blasius in presenza di disturbi di ampiezza finita per due diversi valori di ⍺.
L'importanza delle TWS risulta dal fatto che queste soluzioni danno una statistica dei flussi turbolenti.