那些美如画的流体现象

作者: 宫华胜

来源: 神奇的流体

发布日期: 2019-08-13 10:49:24

本文展示了多种流体现象,包括涡环的形成、气球的爆破、水流的行波和驻波等,解释了这些现象的物理原理,并强调了生活中流体现象的美妙。

本文为读者展示那些引起高度舒适的流体现象。美妙的涡环,两个稳定的水泡碰撞形成美妙的涡环。实现水泡的稳定碰撞绝非易事,其制造者花费了4年时间才实现了图中效果。稳定水泡和涡环的形成,与染料的密度、水/染料温差、水浊度、水湍流度、活塞的排量、射击速度等有关。

说到气球爆破,首先想到的就是爆破美学了。对于非牛顿流体,冲击力作用下的爆破效果大不相同。

行波和驻波水流是让水管出水口以某一频率激振而产生的,即改变出口水流的流动方向。水管的激振频率与摄像机帧速相同时,驻波形成;激振频率略低于摄像机帧速时,向前行波形成,反之形成向后行波。水波振形与激振源幅值和频率有关。激振频率不变,改变幅值,略增激振频率,形成向前行波,略减激振频率,形成逆流而上的向后行波。

汽车向前行驶过程中,车轮转向看上去有时顺时针、有时静止、有时逆时针,这与水流的“驻波”和“行波”原理是一样的,都是“视觉惹的祸”。另外,下图水流的“静止”从非严格物理意义上来讲却是一种真实存在的。这种水流处于“层流”状态,即水流的空间状态不随时间变化,虽然也在不停地向下流动,但与视觉上的驻波和行波却完全不同。

生活中美如画的流体现象很多,需要你我共同发掘。

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