科闻天下
A1:要闻
下一版>

水花 漩涡 看流体演绎

新闻来源:武汉科技报少年科普    记者:任文盛甜肖凯

近日,随着气温骤降,网络上晾衣结冰,洗头发结冰的消息层出不穷。水在不同的载体中可以保持不同的形状,这是为什么呢?走进武汉科技馆水展厅流态万千展项,仔细观察其中的奥秘吧!

在该展项中,游客可以看到在不同的障碍物种,蓝色的水流形成了不同的流线。其实,流场中流体对不同形状的障碍物绕流时所形成的流线是不同的,其会随着固定边界的改变而发生变化。流体中凸起的部分,让水中可爱的气泡按照奇妙的轨迹旋转、舞蹈,引人注目。凸出的圆形和棱形上,气泡来回晃动,又在中间的“峡谷”打起转儿。气泡们穿过狭窄的“过道”,又开始旋转,轨迹变幻莫测。气泡们绕着“瓶子”,在四个区域打转儿,又按着固定的轨迹离开。

1883年,雷诺在管流实验中发现,管道中流体的流动可以呈现两种截然不同的流态。当流速较低时,流体质点的轨迹线互相平行,互不掺杂,呈现层状流动的状态。当流速高于一个特定临界值时,流体质点的轨迹线开始变得紊乱,不规则的侧向脉动,流场中的漩涡也相伴出现。前者被称为层流,后者被称为湍流。

其实,在各种力的作用下,流体本身的静止状态和运动状态以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。如飞机、火箭在大气中飞行时尾部的气流,鱼儿游动时泛起的水花,大风劲吹建筑群时聚成的旋风,河水流经不同种桥墩时或者河水在直角的拐角处形成的漩涡,都是流体流经不同的障碍物所产生的不同现象。流体力学在水利和建筑工程等实际工业生产中都具有极其重要的地位和作用。

本报记者 任文 盛甜 肖凯 通讯员 陈星雨

过往期刊

  • 2022-06-28

  • 2022-06-21

  • 2022-06-14

  • 2022-06-07

  • 2022-05-31

  • 2022-05-24

  • 2022-05-17

  • 2022-05-10

  • 2022-05-03

  • 2022-04-26

  • 2022-04-19

  • 2022-04-12

  • 2022-04-05

  • 2022-03-29

  • 2022-03-22

  • 2022-03-15

  • 2022-03-08

  • 2022-03-01

  • 2022-02-22

  • 2022-01-18

  • 2022-01-10

  • 2022-01-03

  • 2021-12-28

  • 2021-12-21