顾名思义,毫流控、微流控和纳流控分别指通道的特征长度处于1 mm-10 mm、100 nm-1 mm和<100 nm范围的流体体系,如表1所示。一般情况下,水在毫流控、微流控和纳米流控通道中流体本质上均处于层流状态。在毫流控和微流控中,流体运动主要受到其内部的粘滞力和惯性力,界面上的界面张力和毛细作用力的影响。而在...
听，完美流体的声音 新研究捕捉到了一种“完美流体”的声音，这是种可在量子力学定律允许最小摩擦下流动的流体。 什么是“完美流体”？对有的人来说，完美流体可能是森林里轻声拍打的小溪，也可能是大江大河里奔腾翻滚的河流，亦有可能是庭院深处从屋檐坠落在水缸的水滴…… 但对物理学家来说，这个问题有着更具体...
04 航天，把流体的魔法变成现实 把流体力学用到极致的，莫过于航天。大家会惊叹于火箭以极高的速度飞行，在大气层中快速飞行的物体受力如何，这是复杂的流体力学问题。同样复杂的流体力学问题发生在火箭的内部。不同的推进剂以极高的压力被挤压进入燃烧室，混合，燃烧，产生尾焰，推动火箭前进。阿波罗飞船发动机的拉...
图| 中间箭穿水球 对于非牛顿流体,冲击力作用下的爆破效果大不相同。 图| 炮击非牛顿流体 图| 炮击一般流体 图| 球拍猛击水球 水流驻波与行波 行波:传播过程中,波峰和波节位置朝着一个方向推移。 驻波:波峰和波节位置固定,相当于一个停滞在原地的波。 图| 驻波水流 行波和驻波水流是让水管出水口以某一频率激...
流体的运动无时无刻不与对流和扩散发生着联系,而对流和扩散又常常同时存在,那么它们之间究竟是怎样的关系呢? 为了更好的描述流体输运过程中对流和扩散之间的关系,流体力学中将对流速率与扩散速率之比定义为一个无量纲数,命名为佩克莱数(Peclet number,简称Pe数),其中扩散速率是指在一定浓度梯度驱使下的扩散速率。在流...
困扰了流体力学领域一个接近100年的公式，终于被科学家们完整地找出来了。这个公式与流体中的一种复杂的流动状态湍流有关，与之对应的是层流现象。湍流问题非常复杂，是物理力学中最难的几个问题之一，量子力学创始人之一海森堡就曾经说过：我要带着两个问题去见上帝：相对论和湍流。我相信上帝只对第一个问题有了...
事实上,涡的尺度足够小时,体现为当地雷诺数非常小,粘性力对流体的影响则显著大于惯性力;我们甚至可以认为,在这个极小的空间中,流动已然层流化。 02 鱼儿运动的规律 随着时间的推移,人们逐渐开始理解涡流的演化,就好像捕鱼达人们也渐渐掌握了鱼儿的运动规律,知道什么时候在哪里可以捉到鱼,并思考应该编织什么样的渔网。
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流体的流动有两种状态:层流和湍流。有规律的、可预测的运动的流体流称为层流。另一方面,具有不规则、不可预测运动的流体称为湍流。考虑从水龙头流出的水来说明这两种状态。当水龙头只开小量时,水以非常乖巧、可预测的流向直下,如下图的(a)所示。流速越大,水流变得越湍急,产生了波浪,如(b)所示。