กลศาสตร์ เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์

งานวิจัยของ Brian D. Wood ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารJournal of Fluid Mechanicsได้ขจัดสิ่งกีดขวางที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ฉงนสงสัยมาเกือบ 70 ปี และปูทางไปสู่ภาพที่ชัดเจนว่าสารเคมีผสมอยู่ในของเหลวอย่างไร ความเข้าใจอย่างถ่องแท้มากขึ้นเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานดังกล่าวเป็นพื้นฐานสำหรับความก้าวหน้าในด้านต่างๆ ตั้งแต่การแพร่กระจายของสารมลพิษในชั้นบรรยากาศ ไปจนถึงวิธีที่ยากระจายเนื้อเยื่อภายในร่างกายมนุษย์ ได้รับทุนสนับสนุนจาก National Science Foundation งานของ Wood กับทฤษฎีการกระจายตัวสร้างขึ้นจากการวิจัยโดยหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในประวัติศาสตร์ของรัฐ Oregon, Octave Levenspiel ปริญญาเอกวิศวกรรมเคมี พ.ศ. 2495 จบการศึกษาและต่อมาเป็นอาจารย์ที่รู้จักกันมานาน Levenspiel ในปี 1957 ได้ตีพิมพ์บทความสำคัญเกี่ยวกับการกระจายตัวในเครื่องปฏิกรณ์เคมี ระหว่างทางที่เขากลายเป็นผู้ได้รับการแต่งตั้งเป็นคนแรกของวิทยาลัยให้เข้าสู่ National Academy of Engineering ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น งานวิจัยของ Wood ได้เชื่อมช่องว่างที่มีมาอย่างยาวนานในหนึ่งในหลักการพื้นฐานของกลศาสตร์ของไหล นั่นคือทฤษฎีการกระจายตัวของเทย์เลอร์ ทฤษฎีนี้ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ GI Taylor ผู้เขียนบทความเกี่ยวกับน้ำเชื้อในปี 1953 ทฤษฎีนี้เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่ความผันผวนของสนามความเร็วของของไหลทำให้เกิดการแพร่กระจายของสารเคมีภายในนั้น “กระบวนการแพร่ระบาดมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปจนกว่าจะถึงระดับคงที่” วูดกล่าว "คุณอาจคิดว่ามันคล้ายกับการลงทุนในสตาร์ทอัพ ซึ่งในตอนแรกอัตราผลตอบแทนอาจสูงมากก่อนที่จะตกลงสู่ระดับที่ยั่งยืนกว่าซึ่งใกล้เคียงกับค่าคงที่" ทฤษฎีของเทย์เลอร์เป็นทฤษฎีแรกที่อนุญาตให้นักวิจัยทำนายระดับการกระจายที่คงที่โดยใช้สิ่งที่เรียกว่าสมการการกระจายตัวด้วยกล้องจุลทรรศน์ สมการสามารถอธิบายการเคลื่อนที่สุทธิของสารเคมีชนิดหนึ่งในของไหล -- หากเวลาผ่านไปเพียงพอนับจากเวลาที่สารเคมีเข้าไปในของไหล “นั่นเป็นการเปิดเผยที่สำคัญในเวลานั้น” วูดกล่าว "มันเทียบได้กับสิ่งที่นักวิจัยกำลังทำในทางทฤษฎีในสาขาอื่นๆ เช่น กลศาสตร์ ควอนตัม" แม้ว่าทฤษฎีของเทย์เลอร์จะประสบความสำเร็จและเป็นการปฏิวัติ นักวิจัยยังคงต่อสู้กับปัญหาว่าการแพร่กระจายแบบกระจายตัวมีวิวัฒนาการอย่างไรจากพฤติกรรมเริ่มต้นที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซึ่งเรียกว่าเงื่อนไขเริ่มต้น จนกระทั่งถึงค่าคงที่ที่เทย์เลอร์ทำนายไว้ นักวิทยาศาสตร์พบความสำเร็จโดยการเพิ่มสมการของค่าสัมประสิทธิ์การกระจายที่ขึ้นกับเวลา แต่ค่าสัมประสิทธิ์นั้นสร้างปัญหาในตัวของมันเอง ซึ่งตัวแรกคือความขัดแย้ง "ตัวอย่างเช่น หากตัวถูกละลายของสารเคมีถูกฉีดเข้าไปในของไหลในเวลาที่ต่างกัน 2 ครั้งซ้อนทับกัน คุณจะกำหนดเวลาใดให้กับค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัว" ไม้กล่าวว่า. "เทย์เลอร์เองเข้าใจว่า เมื่อนำค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวขึ้นกับเวลามาใช้ ทฤษฎีร่วมสมัยได้ละเมิดแนวคิดพื้นฐานของความเป็นเหตุเป็นผลในฟิสิกส์" Wood และผู้ทำงานร่วมกันใช้ทฤษฎีสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยอีกทฤษฎีหนึ่ง เพื่อแสดงให้เห็นว่าปัญหาเกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวขึ้นกับเวลาเกิดจากการละเลยการคลายตัวของตัวถูกละลาย ซึ่งเป็นสารเคมีที่ฉีดเข้าไปในของไหลหรือสารละลาย จากสภาวะเริ่มต้น . "เมื่อมีการฉีดสารเคมีชนิดต่างๆ เป็นครั้งแรก พฤติกรรมของพวกมันไม่จำเป็นต้องสอดคล้องกับสมการการกระจายตัว" วูดอธิบาย "ค่อนข้างเงื่อนไขเริ่มต้นก่อนอื่นต้อง 'ผ่อนคลาย' ในช่วงเวลานี้ มีคำศัพท์เพิ่มเติมที่ต้องอธิบายถึงสิ่งที่ขาดหายไปในสมการการกระจายตัวของสเกลระดับมหภาคของเทย์เลอร์" ในสมการ คำๆ หนึ่งหมายถึงตัวเลขตัวเดียวหรือตัวแปร หรือตัวเลขและตัวแปรที่คูณกัน คำว่า Wood ที่เพิ่มเข้าไปแก้ไขสมการการกระจายเพื่ออธิบายการกำหนดค่าเริ่มต้นของชนิดสารเคมีที่เคลื่อนที่ไปมาในของไหล วู้ดกล่าวว่าค่อนข้างน่าประหลาดใจ ทฤษฎีนี้ยังแก้ไขความขัดแย้งในทฤษฎีอื่นๆ ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การกระจายที่ขึ้นกับเวลา "ในทฤษฎีใหม่ ไม่เคยมีคำถามว่าควรใช้ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายเท่าใดเมื่อตัวถูกละลายของสารเคมีซ้อนทับกัน" เขากล่าว "การปรับเปลี่ยนกระบวนการแพร่กระจายจะพิจารณาโดยอัตโนมัติเมื่อมีข้อกำหนดเพิ่มเติม"