@ 2016.10.05 , 23:30
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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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TOTAL COMMENTS: 37+1

  1. 3273441

    laminar flow不叫乱流,叫湍流

    [31] XX [20] 回复 [0]
  2. 极光
    @1 year ago
    3273445

    过时的流体动力学!小编是要挑起战争吗?

    [91] XX [1] 回复 [0]
  3. shitool
    @1 year ago
    3273446

    直到某个人将手指插进去为止

    [53] XX [2] 回复 [0]
  4. shitool
    @1 year ago
    3273450

    其实是流体的震动频率跟摄录机的拍摄帧率刚好吻合,就看到了水流好像静止的现象,这跟摄录机拍摄到飞行中的直升飞机螺旋桨是“静止”的效果同理。

    [32] XX [97] 回复 [0]
  5. 小小火炉
    @1 year ago
    3273452

    B站有讲解的视频,大概的意思就是摄影机调到特定频率产生的一种欺骗了我们眼睛的现象 如果不用摄影机或者调到别的频率就和正常看一样了

    [6] XX [42] 回复 [0]
  6. GLaDOS
    @1 year ago
    3273455

    伯努利原理

  7. 嘎嘎
    @1 year ago
    3273457

    @shitool: 你说的根本不是一回事,这个用肉眼看也是几乎静止的。。。。你说的那个是空中水珠,在家用低音炮放30hz正弦波应该就可以

    [27] XX [0] 回复 [0]
  8. 西门
    @1 year ago
    3273468

    @autor:
    laminar flow 不是湍流,是层流。。。turbulent flow才是湍流

    [43] XX [0] 回复 [0]
  9. 3273470

    @autor: Turbulent flow 湍流; Laminar flow 层流

    [12] XX [0] 回复 [0]
  10. tuwulin365
    @1 year ago
    3273472

    @shitool:
    流体的震动频率……

  11. 开水苍蝇
    @1 year ago
    3273476

    算一算雷诺准数呗

  12. 游客
    @1 year ago
    3273506

    ……每个字都懂系列

  13. 暴雨里的水
    @1 year ago
    3273508

    那么能不能做出一把水壶,倒出来的水就是层流状态的水呢?

  14. 被淹S的鱼
    @1 year ago
    3273519

    @小小火炉:
    你又为B站降低一岁了。

    [11] XX [3] 回复 [0]
  15. 3273531

    Re < 2300
    头疼

  16. 3273532

    图一的第四个小图卡门涡街很明显了已经。

  17. 大红
    @1 year ago
    3273534

    @shitool: 为什么要震动频率一致,不震动的东西拍出来就是不动的好吗

  18. 大红
    @1 year ago
    3273538

    @小小火炉:
    我觉得以特定频率放出各相位形状一致的水,比起直接放出一股看起来不动的水要不靠谱多了。

  19. 小小火炉
    @1 year ago
    3273610

    @被淹S的鱼: http://www.bilibili.com/video/av2120898/index_1.html 第一幕是讲解摄影机频率的原理 第三幕是运用第一幕的原理制作的屏闪灯 达到所谓肉眼观看的效果
    so到底谁降低了一岁

    [4] XX [15] 回复 [0]
  20. 小小火炉
    @1 year ago
    3273613

    @被淹S的鱼: http://www.bilibili.com/video/av2120898/index_1.html 第一幕讲解原理是摄影机频率原理 第三幕利用这个原理制作屏闪灯达到所谓肉眼观看的效果 所以脸疼不疼

    [3] XX [15] 回复 [0]
  21. OM雷帝嘎嘎
    @1 year ago
    3273665

    @shitool: 刚想说在无聊图里指点江山的大神呢,你就过来了 哈哈哈哈

  22. 大红
    @1 year ago
    3273680

    @小小火炉:
    是你还没搞清状况吧…你贴的视频水是不连续的所以要频率一致才能看起来不动,这篇文章中水是连续的根本不需要这么做。
    然后你的视频里水球都抖成什么样了,这篇文章有么?

  23. 3273681

    @小小火炉: 我在无聊图里也摆出了这个视频,不过现在想想好像确实是层流,同频震动不可能在肉眼看来完全静止的呀

  24. hhhhha
    @1 year ago
    3273684

    我觉得这不能叫解释。水流特别稳定的时候就看不出在流这随便来个人都想得到吧,真正奇怪的地方难道不是在于怎么做到让水流这么稳定吗。

  25. 清澄之眼
    @1 year ago
  26. 百得
    @1 year ago
    3273744

    有点知乎味

  27. 绅士
    @1 year ago
    3273786

    @hhhhha:
    把你家水龙头关小,到只有筷子细的一条水柱时也可以产生同样的效果
    而图中不但流量大,水流表面更有奇怪的菱形纹路,可能的一种猜想是该水流会形成类似驻波一样的结构

  28. 小小火炉
    @1 year ago
    3273788

    @大红: 首先这个的出水口要远比实验用的粗 而且离落地的距离却没有增加 b站的实验里刚出出水口的时候水流也是连续的 动图里镜头晃了一下落地的水仍然是边缘很锐力的形状 如果说层流落地后弹起还能保持不动那我无话可说

  29. 小小火炉
    @1 year ago
    3273794

    @清澄之眼: 想喷请拿出理由来讨论 无脑喷真的大丈夫?

  30. Lister_Gun
    @1 year ago
    3273834

    水流不动怎么解释随便你们,我他妈最好奇的是,为什么,地上溅出的 水 花 丫的也是静止的!!!

  31. 白尾猫
    @1 year ago
    3273886

    @暴雨里的水: 壶不清楚,但我知道有个超贵的水龙头可以做到~

  32. 大红
    @1 year ago
    3273903

    @小小火炉:
    看清楚溅起来的水在动!
    退一步说间断喷水又怎么能保持不动了?

  33. 小小火炉
    @1 year ago
    3273985

    @大红: 图层29-32仔细观察水花并没有散乱还在保持静止状态
    如果是层流的话 由于地面并不是绝对规则平面 溅起的水花是不能保持静止的
    而频闪现象却不然 即使水花也能静止
    另外你不觉得动图的水流过于锐利了么 你可以对比下我发的B站的实验里摄影机调频前后的水流锐利程度

  34. 大红
    @1 year ago
    3274042

    @小小火炉:
    https://gfycat.com/DeepCheapKronosaurus
    自己看原视频,水花在动。
    然后你告诉我频闪到底怎么静止?照你的意思在连续放水本身都不静止的情况下,不连续放水反而还能拍出静止的了?
    换句话说一台运转着的直升机能拍出比不运转直升机更像不运转的视频来?
    至于锐度,环境光不一样相机不一样设置不一样完全没有可比性。

  35. 3274084

    @大红: 你这人真是,你妈妈没教过你不要跟小学生讲解流体力学么?

  36. 维生素
    @1 year ago
    3274479

    和倒开水差不多啊,我觉得,是不是城里人一般都不用水壶?

  37. 煎人上天
    @1 year ago
    3275063

    @大红: 他只知道那个,你说别的他看不懂…

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