2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4  След.
 
 Кольца дыма
Сообщение14.11.2008, 22:47 


17/06/08
10
Omsk
Может ли кто обьяснить процесс образования колец дыма? Почему оно не разрушается при движении. Может есть подробное физическое объяснение этого процесса?

 Профиль  
                  
 
 Re: Кольца дыма
Сообщение16.11.2008, 13:32 
Заблокирован


26/07/08

104
Farich писал(а):
Может ли кто обьяснить процесс образования колец дыма? Почему оно не разрушается при движении. Может есть подробное физическое объяснение этого процесса?

Процесс объясняется просто.
Движение описываете векторным полем при моедлировании используете один единственный закон (формула такая же как у закона Ампера).
В природе работает один единственный закон (и формула его такая же как у закона Ампера). Размерные константы относительны и условны. Все остальные законы это формализмы на некотором уровне.
Стабильность фундаментальных объектов (частиц) моделируется аналогично. В соответствии с кварковой моделью, в которой кварк это циркуляция векторного поля.
http://dxdy.ru/topic6556-315.html


А вот вам кое что поинтереснее колец дыма! :)
Кольца воздуха в воде.
http://rutube.ru/tracks/1030176.html?v= ... 182999316a

Добавлено спустя 1 час 7 минут 57 секунд:

вот такие колечки дыма

http://rutube.ru/tracks/624915.html?v=3 ... 97d20c6c6f

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение16.11.2008, 22:02 
Заблокирован


12/05/05

175
Krasnodar
Если выдыхать воздух также, как при образовании колец дыма, но без дыма, кольца тоже есть, но они невидимы.

Скорость движения воздуха внутри тора выше, чем скорость движения по краям тора.

Для лучшего осознания происходящего, можно, вместо 3-х мерного случая, рассмотреть 2-х мерный. Между двух параллельных линий движутся частицы в 2D. Левее левой паралельной линии частицы движутся медленнее, правее правой параллельной линии частицы движутся быстрее. Между параллельных линий происходит закручивание.

Интересно бы вывести точное параметрическое уравнение движения от времени t.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.11.2008, 16:31 
Заблокирован


26/07/08

104
Volodya писал(а):
Скорость движения воздуха внутри тора выше, чем скорость движения по краям тора.

Это понятно что где то скорость меньше а где то больше. Хе хе.
Вопрос то в другом. - Почему кольца стабильны.

А стабильны они в соответвии с конкретным законом - формулой, который для сред с разными параметрами отличается всего лишь константой, потому что и для сред на самом деле выполняется тот же самый закон, что и для фундаментальных форм материи.

 Профиль  
                  
 
 Re: Кольца дыма
Сообщение30.01.2009, 01:29 


21/12/08
760
Farich писал(а):
Может ли кто обьяснить процесс образования колец дыма? Почему оно не разрушается при движении. Может есть подробное физическое объяснение этого процесса?

Вообще, линеаризованная теория есть. Ранее были теории ламинарных вихревых колец. Позднее стали рассматривать турбулентные вихревые кольца (ТВК). Но теория ТВК еще только развивается.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 18:25 


23/01/07
3497
Новосибирск
Сделал паузу и пошел попускать кольца дыма.
Как мне показалось, этот эффект больше связан с вязкостью газов.
Форма тора по сравнению с другими фигурами наиболее подходит для того, чтобы дым, перемещаясь по кольцу, как можно дольше не терял своей концентрации, а следовательно, вязкости.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 20:03 


21/12/08
760
Батороев писал(а):
Сделал паузу и пошел попускать кольца дыма.
Как мне показалось, этот эффект больше связан с вязкостью газов.
Форма тора по сравнению с другими фигурами наиболее подходит для того, чтобы дым, перемещаясь по кольцу, как можно дольше не терял своей концентрации, а следовательно, вязкости.

В случае кольца дыма - дым, только индикатор. Просто в прозрачной среде без подсветки вихрь не виден. Если Вам повезло и Вы видели достаточно плотные кольца, то видели не только азимутальное вращение кольца как целого вокруг центральной оси, но и широтное - вокруг собственной оси кольца. Вас не удивляет такой факт, что плоскость кольца в большинстве случаев перпендикулярна его траектории?
Хотя в принципе, движение по кольцевой образующей возможно.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 20:24 


23/01/07
3497
Новосибирск
Что-то мне виделось в основном движение дыма вдоль кольца.
Со временем кольцо разбивается на множество тонких колец, причем разбиение начинается с периферийных участков тора (с "корочки бублика" :) ).
Кольца в течении продолжительного времени не перекручиваются между собой, а парят параллельно.

Пришла жена и при помощи вентилятора прекратила все мои последующие эксперименты. :D

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 21:00 


21/12/08
760
Батороев писал(а):
Что-то мне виделось в основном движение дыма вдоль кольца.
Со временем кольцо разбивается на множество тонких колец, причем разбиение начинается с периферийных участков тора (с "корочки бублика" :) ).
Кольца в течении продолжительного времени не перекручиваются между собой, а парят параллельно.

Дым - всего лишь индикатор. При ослаблении вихря может двигаться и вне его атмосферы.
Есть эксперименты, где наблюдается "чехарда" вихревых колец. Возможно, Вы наблюдали не распад вихревого кольца, а просто дым подсветил второе кольцо. А движение дыма вдоль кольца - скорее всего, его деформация.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 22:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
R-o-m-e-n в сообщении #182779 писал(а):
В случае кольца дыма - дым, только индикатор.

Не только. В области дыма ещё и температура выше. Кольца холодного дыма додумываются делать не все.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение31.01.2009, 23:45 


21/12/08
760
Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182779 писал(а):
В случае кольца дыма - дым, только индикатор.

Не только. В области дыма ещё и температура выше.

Это я, конечно, слишком громко выразился. Частицы дыма могут выполнять стабилизирующую роль.
Но, в случае табачного дыма, температура выдыхаемого воздуха не особенно отличается от температуры дымовых частиц.
Munin писал(а):
Кольца холодного дыма додумываются делать не все.

А что не все?
Просто в опытах по наблюдению вихревых колец в жидкости, насколько я знаю, картинки получались аналогичные.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.02.2009, 01:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Это я, конечно, слишком громко выразился. Частицы дыма могут выполнять стабилизирующую роль.

Интересно. На каких масштабах? И сколько их должно быть для этого на кубометр?

R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Но, в случае табачного дыма, температура выдыхаемого воздуха не особенно отличается от температуры дымовых частиц.

Да. А температура окружающего воздуха обычно сильно ниже. Кстати, там ещё и влажность другая, а частицы дыма суть центры конденсации. Короче, если копать...

R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Просто в опытах по наблюдению вихревых колец в жидкости, насколько я знаю, картинки получались аналогичные.

Это на первый взгляд. Пока мы не изучили явление до построения воспроизводящей его модели, откуда мы знаем, на какие детали надо внимание обращать?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.02.2009, 02:34 


21/12/08
760
Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Это я, конечно, слишком громко выразился. Частицы дыма могут выполнять стабилизирующую роль.

Интересно. На каких масштабах? И сколько их должно быть для этого на кубометр?

На масштабах порядка размеров дымовых частиц. Вихрь раскручивает частицы, а потом эти частицы за счет кинетической энергии поддерживают вихрь.

Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Но, в случае табачного дыма, температура выдыхаемого воздуха не особенно отличается от температуры дымовых частиц.

Да. А температура окружающего воздуха обычно сильно ниже. Кстати, там ещё и влажность другая, а частицы дыма суть центры конденсации. Короче, если копать...

В модели турбулентного вихревого кольца (ТВК) с момента образования оно движется в собственной атмосфере и имеет практически одинаковую с ним температуру. В процессе движения атмосфера вихря постоянно взаимодействует с окружающей средой и при большой разности температур разрушается, а вместе с ним и само ТВК. Но, насколько я помню, до разрушения оно успевает пройти путь не менее двадцати собственных радиусов не зависимо от разности температур. Длина пути зависит от скорости возмущения. А дым вместе с центрами конденсации, в большинстве случаев, - индикатор вихревого движения, .

Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182831 писал(а):
Просто в опытах по наблюдению вихревых колец в жидкости, насколько я знаю, картинки получались аналогичные.

Это на первый взгляд. Пока мы не изучили явление до построения воспроизводящей его модели, откуда мы знаем, на какие детали надо внимание обращать?

В смысле? Модель ламинарного вихревого кольца давно используется везде, где только можно. От модели движения волн упрочнения-разупрочнения в твердых телах, до модели солнечного коронального выброса вещества. Правда сейчас она не котируется,т.к., насколько я знаю, в гидродинамическом приближении неустойчива. Сейчас развивается теория ТВК.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.02.2009, 03:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
На масштабах порядка размеров дымовых частиц. Вихрь раскручивает частицы

Ну положим.

R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
а потом эти частицы за счет кинетической энергии поддерживают вихрь.

А вот это уже сомнительно. Они же перемещаются, и перестают быть ориентированы по вихрю. Вихрь-то масштаба этих частиц, так что выйти из вихря или перейти в другую его часть им ничего не стоит.

R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
А дым вместе с центрами конденсации, в большинстве случаев, - индикатор вихревого движения, .

А ничо, что он на показатель адиабаты влияет?

R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
В смысле? Модель ламинарного вихревого кольца давно используется везде, где только можно.

Возможно. Но речь не о том, где используется, а о том, насколько адекватна.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение01.02.2009, 13:21 


21/12/08
760
Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
а потом эти частицы за счет кинетической энергии поддерживают вихрь.

А вот это уже сомнительно. Они же перемещаются, и перестают быть ориентированы по вихрю. Вихрь-то масштаба этих частиц, так что выйти из вихря или перейти в другую его часть им ничего не стоит.

Мне, наверное, надо было написать: На масштабах, где движение дыма можно рассматривать, как движение отдельных частиц. Но размер (диаметр) вихря много больше размеров частиц.

Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
А дым вместе с центрами конденсации, в большинстве случаев, - индикатор вихревого движения, .

А ничо, что он на показатель адиабаты влияет?

Вообще вопрос термодинамики ТВК пока открытый. И разумеется дым влиял бы, если бы ТВК проходило, например, через дымовую завесу или через солб дыма (есть, кстати, такой метод тушения пожаров - вихрепорошковый). Но в случае табачного дыма, он с момента образования ТВК является частью его и его атмосферы.

Munin писал(а):
R-o-m-e-n в сообщении #182843 писал(а):
В смысле? Модель ламинарного вихревого кольца давно используется везде, где только можно.

Возможно. Но речь не о том, где используется, а о том, насколько адекватна.

Это одна из самых адекватных моделей распространения конечного возмущения в среде. И самая распространенная форма в природе. Просто в прозрачных средах незаметна. Но, если приглядеться, встречается практически везде. Грибовидное облако при взрыве, например. Магнитные облака в солнечном ветре. На поверхности воды могут распространяться вихревые шнуры (проще говоря половинка ТВК). Раньше для описания подобных явлений использовалась модель ламинарного вихревого кольца, но она оказалась неадекватной для описания их большей части.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 47 ]  На страницу 1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group