@ 2016.10.05 , 23:30

到底是水流还是冰呢?

自从一股看起来很奇怪的水流的动图出现在reddit上之后,网民们都开始好奇起来,想知道究竟发生了什么事情。

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在下面的动图中,第一眼看上去这股水流看起来如此平坦且静止不动,以至于你会以为它是一块冰。直到某个人的手指插进去扰乱水流,你才会发现其实它根本就不是冰块。

这是reddit用户Namaqq上传的动图。

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这一动图给人一种变魔术的感觉,而这一奇怪现象背后的物理学知识也非常酷。

看来解释动图中水的表现最可靠的方法,是名为层流的现象。层流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,或称为片流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加而增加,此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。

这意味着上面动图中的水流正在缓慢地流出充气水池,水流的速率、压力和其它特定的属性都维持在完美的定值上。直到某个人将手指插进去为止。

层流的相反状态是乱流,当血液流经动脉的时候、熔岩流、大气层和海流中经常会见到这种现象。

是它们之间不同之处的演示如下,最上面是层流,下面是乱流:

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你可以看到上面两种流动状态非常稳定,以至于在没有颜色的帮助下你无法辨别它们是否在向前移动,乱流则经历着恒定和不规则的起伏。

你可以看到在下面两个乱流的例子中,乱流的速度大小和方向不断在发生改变,但它的主体却朝着某个特定的方向移动。当你将地球上空气流动视觉化之后,就会看到这个:

所以你知道了,它没有被冻住,也不是魔法,只是过时的流体动力学而已。

本文译自 Sciencealert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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