
“達(dá)芬奇悖論”得到解決 解開了水中上升的氣泡運(yùn)動軌跡不穩(wěn)定的秘密(CREDIT:Universidad de Sevilla)
(神秘的地球uux.cn)據(jù)EurekAlert!:塞維利亞大學(xué)的Miguel Ángel Herrada教授與布里斯托爾大學(xué)的Jens G. Eggers教授找到了解釋氣泡在水中上升時進(jìn)行不規(guī)則運(yùn)動的機(jī)制。他們指出,奇悖氣泡這對理解表現(xiàn)介于固體和氣體之間的決解武漢武昌找外圍(外圍網(wǎng)紅)找外圍vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)顆粒的運(yùn)動非常有幫助。這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在著名的開水《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
早在5個世紀(jì)前,中上萊昂納多·達(dá)·芬奇就觀察到,運(yùn)動如果氣泡足夠大,軌跡就會周期性地偏離直線軌跡,不穩(wěn)在直線方向上以Z字形或螺旋形的秘密軌跡前進(jìn)。然而,達(dá)芬到解定他并沒有對這一現(xiàn)象做出量化的奇悖氣泡表述,也沒有提出能夠解釋這一周期性運(yùn)動的決解物理機(jī)制。
而新研究的開水武漢武昌找外圍(外圍網(wǎng)紅)找外圍vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)作者開發(fā)了一種數(shù)值離散化技術(shù),可以精準(zhǔn)確定氣泡的中上氣/水交界面特征,從而模擬其運(yùn)動,運(yùn)動研究其穩(wěn)定性。模擬結(jié)果與氣泡不穩(wěn)定運(yùn)動的高精度測量結(jié)果一致,表明如果其球面半徑超過0.926毫米,氣泡就會在水中偏離直線軌跡,這一結(jié)果與上世紀(jì)90年代在超純水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果相差不超過2%。
研究人員提出了一種機(jī)制來解釋氣泡運(yùn)動軌跡的不穩(wěn)定性,他們認(rèn)為周期性的傾斜改變了曲率,由此影響了氣泡的上升速度,造成氣泡的運(yùn)動軌跡搖擺,且氣泡曲率上升的那一側(cè)向上傾斜。接下來,隨著液體流速變快,高曲率表面周圍的流體壓力下降,這種壓力的不平衡讓氣泡回到原來的位置,開始下一個循環(huán)。
相關(guān):達(dá)芬奇關(guān)于氣泡破裂周期運(yùn)動的悖論
(神秘的地球uux.cn)據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)(塞維利亞大學(xué)):塞維利亞大學(xué)的Miguel Ángel Herrada教授和布里斯托大學(xué)的Jens G. Eggers教授發(fā)現(xiàn)了一種解釋氣泡在水中上升的不穩(wěn)定運(yùn)動的機(jī)制。根據(jù)研究人員的說法,發(fā)表在PNAS雜志上的結(jié)果可能有助于了解行為介于固體和氣體之間的粒子的運(yùn)動。
列奧納多·達(dá)·芬奇(Leonardo da Vinci)在五個世紀(jì)前就觀察到,氣泡如果足夠大,會周期性地偏離直線運(yùn)動的鋸齒形或螺旋形。然而,從未發(fā)現(xiàn)對這種現(xiàn)象或物理機(jī)制的定量描述來解釋這種周期性運(yùn)動。
這篇新論文的作者開發(fā)了一種數(shù)值離散化技術(shù)來精確表征氣泡的空氣 - 水界面,使他們能夠模擬其運(yùn)動并探索其穩(wěn)定性。他們的模擬與非定常氣泡運(yùn)動的高精度測量非常匹配,并表明當(dāng)氣泡的球面半徑超過0.926毫米時,氣泡在水中偏離直線軌跡,這一結(jié)果在90年代使用超純水獲得的實(shí)驗(yàn)值的2%以內(nèi)。
研究人員提出了一種氣泡軌跡不穩(wěn)定的機(jī)制,即氣泡的周期性傾斜會改變其曲率,從而影響向上的速度并導(dǎo)致氣泡軌跡的擺動,向上傾斜曲率增加的氣泡的一側(cè)。
然后,隨著流體移動得更快并且流體壓力在高曲率表面周圍下降,壓力不平衡將氣泡返回到其原始位置,重新啟動周期性循環(huán)。