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印度裔研究人员解释了达芬奇的 “液压跳跃”

有没有想过为什么水在冲下孔之前撞到水槽时会喷出?数百年来一直困扰着工程师的这种日常家庭事件,终于由剑桥大学的一位印度裔研究人员解释了。这种现象被称为液压跳跃,最早是由著名的发明家和画家莱昂纳多·达·芬奇 (Leonardo da Vinci) 在1500年代记录的。

英国剑桥大学圣约翰学院的博士生Rajesh Bhagat说,水力跳跃对我们的家庭水槽无害,但它们会在更深的水中引起剧烈的波浪,湍流和漩涡。自19世纪20年代以来,科学家们一直认为,水力跳跃部分是由于重力拉动而发生的。然而,发表在《流体力学杂志》上的最新研究证明了这一长期存在的理论。Bhagat向上和侧向喷射水流到平坦的表面上,目睹了与水向下流动时完全相同的液压跳跃。他怀疑它们都可能受到相同因素的影响-表面张力和粘度。

通过改变水的这些属性,他能够准确地预测水力跳跃的大小。这与水的移动方向无关-揭穿了已有200年历史的引力理论,这是厨房水槽式液压跳跃的原因。这种液压跳跃被称为圆形液压跳跃。剑桥大学教授保罗·林登 (paul Linden) 将Bhagat的发现描述为 “突破性”。“他的实验和理论表明,液体的表面张力是该过程的关键,尽管达芬奇和其他许多人讨论了这个问题,但这从未被认识到。”

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林登说: “这项工作代表了我们对薄层流体动力学的理解的非凡成就。”Bhagat预测,他的发现可能会对用水量高的行业产生广泛的影响。他说: “知道如何操纵液压跳跃的边界非常重要,现在有了这个理论,我们可以轻松地扩展或缩小边界。”“了解这一过程具有重大意义,并可能大幅减少工业用水。

人们可以利用这一理论找到新的方法来清洁从汽车到工厂设备的所有东西,”Bhagat说。他希望这项研究也将被用来寻找新的方法来帮助我们在普通家庭中使用更少的水。

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