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。
图 | 水泡碰撞
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。
图 | 涡环
气球爆破
说到气球爆破,首先想到的就是爆破美学了
图 | 上方箭穿水球
图 | 中间箭穿水球
对于非牛顿流体,冲击力作用下的爆破效果大不相同。
图 | 炮击非牛顿流体
图 | 炮击一般流体
图 | 球拍猛击水球
水流驻波与行波
图 | 驻波水流
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。
图 | 水波产生原理
激振频率不变,改变幅值
图 | 驻波幅值变化
略增激振频率,形成向前行波
图 | 向前行波
略减激振频率,形成逆流而上的向后行波
图 | 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。
图 | 层流水流
这种水流处于“层流”状态(物理上为非时变状态,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。下一期将为大家呈现[美图欣赏系列2],敬请期待!
动画来源:
[1] 涡环:https://www.youtube.com/watch?v=EVbdbVhzcM4
[2] 箭穿气球:https://www.youtube.com/watch?v=y2ucS6NorPE和https://www.youtube.com/watch?v=GQC_7h-ODXM
[3] 球拍拍打:https://www.youtube.com/watch?v=yDKkRHwhrbg
[4] 非牛顿流体爆破:https://www.youtube.com/watch?v=Sl0BHueSjvA&t=291s
[5] 驻波:https://www.youtube.com/watch?v=uENITui5_jU
[6] 层流水柱:https://www.youtube.com/watch?v=5iyyUbCLEw8
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