ليوناردو دا فينشي للتفكير
كلما ليوناردو دا فينشي عندما لا تكون اللوحة روائعه، أو لا نفكر في كيفية جعل الجهاز الإنسان إلى السماء، وقال انه سوف يأتي في الهواء الطلق، في مواجهة المياه دوامة عميقة في الفكر.
دع المشاكل الرئيسية التي تعاني منها الخلط بين النهضة العديد من العلماء. بعد خمس مائة سنة، ونحن لا نزال نحاول التفكير في شيء يسمى قفزة المياه (الوثب هيدروليكي) الظاهرة.
دراسة تدفق ليوناردو دا فينشي مخطوطة. | المصدر: المجموعة الملكية @ 2004، وصاحبة الجلالة الملكة اليزابيث الثانية
ويمكن رؤية ظاهرة القفزة الهيدروليكية في كل مكان، ونحن قد نخطئ فقد كان تماما فهم كيف تشكلت. عندما نفتح الصنبور، لوحظ تدفق الماء في قاع البركة، وسوف نرى أشكال المياه فيلم الماء رقيقة حول المياه النفاثة، وتودع حافة الارتفاع الحاد في الفيلم المياه باعتبارها الحلقي "خطوة".
بركة دائرية من ظاهرة القفزة المياه. | المصدر: ويكيبيديا
عندما تدفق عالية السرعة من الماء في مجرى سرعات منخفضة من الماء، فإن الماء تقفز على السطح، وتشكيل ما يسمى ظاهرة القفزة الهيدروليكية. في هذا الوقت، وهي جزء من عالية السرعة تدفق الطاقة الحركية إلى طاقة كامنة، مما تسبب ارتفع الماء، يتبدد جزء آخر من الطاقة الحركية في شكل الأماكن الحرارة حيث الاضطراب. والمياه تشكل حوالي موجة دائمة .
نفس المتوسطة، وهما الاتجاه المعاكس نشر، والسعة، ونفس موجة التردد (الأزرق والأحمر) لقاء، يتم تشكيل موجة دائمة (أسود). والنتيجة هي مجموعة ثابتة من المواقف antinode (نقطة تعزيز الاهتزاز) وعقدة (أي اهتزاز خفض نقطة). موجة وموجة ينعكس نفسها من السهل على تشكيل موجة دائمة. موجة السفر المختلفة، وموجة الدائمة للالموجي لا يمكن أن تتحرك إلى الأمام، وبالتالي لا يمكن للطاقة الإرسال. | المصدر: ويكيبيديا
رست أيضا في أسفل السد، شلال هذه الموجة صدمة، الخ ...... المد في أي مكان تقريبا في سرعات مختلفة لقاء السوائل.
المسطح المائي المد والجزر والشلالات في ظاهرة هوب. | المصدر: ويكيبيديا
دراسة التاريخ
احتلت المياه بقيمة 500 عاما في عقول الفلاسفة، ومع ذلك، ونحن في مذكرات ليوناردو دا فينشي حول طبيعة المياه، وهي المرة الأولى التي تقوم فيها تأملات مفصلة عن سلوك أنواع مختلفة من تدفق السائل في . ليوناردو دا فينشي، والماء ببساطة بسبب طبيعة الكامنة لهذه التدفقات، وقال انه لم يكن يعرف مبادئ وراء ذلك.
في القرن المقبل، عالم الفيزياء الإيطالي في القرن الثامن عشر جيوفاني باتيستا غوغلييلميني علماء الفيزياء في القرن التاسع عشر جورج Bidone نظرا تفاصيل أكثر الرياضية لظاهرة القفزة الهيدروليكية. في عام 1820، Bidone نشرت لأول مرة دراسة ظاهرة القفزة الهيدروليكية تجربة النتائج. ومع ذلك، فإنها لا تزال لم تكن قد حاولت حقا أن يفسر لماذا تدفق المياه بهذه الطريقة.
وأخيرا، في عام 1914، الفيزيائي رايلي (يوحنا سترات، 3RD البارون رايلي) قدم اقتراح في ورقة على موجات المد والصدمة في السائل. والاعتبارات اللزوجة، والطاقة الحركية، الطاقة الكامنة، وما إلى ذلك، لأول مرة على الظواهر قفزة المياه الشرح النظري . وعلاوة على ذلك، تشير بعد انه الدراسات أن التوتر السطحي هو بلا شك تلعب دورا هاما، ولكن عن طريق زيادة السوائل، أي زيادة في المقابل عمق المياه إلى التوتر السطحي يتم تصغير.
الباحثون أيضا بعد رايلي تجاهل تأثير التوتر السطحي ، من خلال الجمع بين اللزوجة يميل إلى الجمود والجاذبية، دائرة نصف قطرها، والمياه المتدفقة بسرعة لوصف وصلة الهيب السائل بين الارتفاع للنموذج: عندما تدفق المياه على السطح، من أجل التغلب على الاحتكاك الجمود، مما يسمح للمياه لإبطاء. إذا كان معدل التغير في الماء بسرعة كافية، وتشكيل موجة الصدمة، ويتكون السائل في مكدسة على مسافات قصيرة القفزة الهيدروليكية. ويعتقد أن ارتفاع القفز من الماء ليكون محتملا الجر التصاعدي، وموازنة قوة السحب الهبوط مع بعضها البعض في الجزء السفلي من خطورة المياه شكلت تحديدها.
لسنوات، كان الناس يناقشون ما إذا كان أو لم الجاذبية العالية قفزة المياه من العوامل الهامة. ولذلك، أعطى هذه الزيادة لمصلحة ليوناردو دا فينشي شكل غريب من قضية المياه لا تزال دون حل.
ووجدت التجربة الجديدة
في أحدث دراسة، كلية سانت جون في جامعة كامبريدج قسم جامعة دكتوراه في الهندسة الكيميائية راجيش بهجت أعتقد، قبل العلماء القضاء على تأثير التوتر السطحي قد تكون متسرعة جدا.
أطلقوا المياه النفاثة على الطائرة العمودية والأفقية، نرى نفس تدفق المياه تتدفق ظاهرة القفز بالخفض . كتب Bhaga وفريقه في التقرير: "لدينا تظهر الأبحاث أنه عندما القفزة المياه، التوتر الزخم التوازن السطحية وقوى اللزوجة والفيلم المياه ، وفي هذه الجاذبية لا تلعب دورا هاما. "
(1) انبعاث المياه النفاثة (2) في الرأسية والنوافير المائية الطائرة التي ينبعث منها (3) إلى المياه النفاثة تنبعث أعلى من المستوى الأفقي دون المستوى الأفقي. طائرة في اتجاهات مختلفة في نفس معدل الانبعاثات من نفس المياه النفاثة، وهو نفس دائرة نصف قطرها من عصابة تتكون من ظاهرة القفزة المياه. | المصدر: دوى: 10.1017 / jfm.2018.558
لأن الطاقة سطح قوة لزجة ولدت على طول نقل شعاعي، وهو ما يعني أنه من الصعب توفير ما يكفي من المياه للحفاظ على التدفق السريع للطاقة الحركية، وطبقة رقيقة من فيلم الماء، ولكن تبطئ بسرعة، ومعبأة لتشكيل حلقية حادة "حافة الخطوة "هذا هو، على ما يسمى دائرية الهيدروليكية ظاهرة القفز. لالمد والجزر الطائرة ظاهرة القفزة الهيدروليكية، وأنها تنطبق على هذه النظرية.
المياه قفزة ظاهرة الطائرة الفيلم المياه وسعت بالنظر إلى الحافة. | المصدر: دوى: 10.1017 / jfm.2018.558
عن طريق تغيير خصائص المياه، وانه يمكن التنبؤ بحجم وارتفاع في دائرة نصف قطرها من القفزة الهيدروليكية حلقي بدقة، بغض النظر عن أي اتجاه المياه المتدفقة. تجاهل تأثير الجاذبية والتوتر السطحي للتركيز على، والناس سوف تكون قادرة على استخدام بطرق أخرى حجم السيطرة القفز هيدروليكي ، على سبيل المثال من خلال إضافة السطحي.
على الرغم من أن بالوعة المطبخ في الوثب المياه وأي ضرر عظيم، ولكن في المياه العميقة، ولكن هذه الظاهرة قفزة المياه قد يؤدي إلى تشكيل ارتفاع الأمواج، والدوامات المضطربة. تعرف كيفية السيطرة على الحدود التي شكلتها قفزة الهيدروليكي حلقي يمكن ضاقت تعسفا أو توسيع حدود.
وقال بهجت، "فهم هذه العملية لها تأثير كبير، يمكن أن يقلل كثيرا المياه الصناعية. وقد تم تطبيق نظرية جديدة لعملنا اليومي في قسم الهندسة الكيميائية. ويمكن للناس استخدام هذه النظرية في العثور على الطريق الصحيح لتنظيف من معدات مصنع للسيارات لجميع البنود ".
إذا كان هذا سوف رايلي أعجب نحن لا نعرف، ولكن تريد أن تأتي ليوناردو دا فينشي ربما نكون سعداء لمعرفة المزيد عن شكل غريب المياه المكتشفة حديثا.
المصدر المرجعي:
https://www.joh.cam.ac.uk/household-phenomenon-observed-leonardo-da-vinci-finally-explained-cambridge-researchers
https://www.sciencealert.com/role-of-surface-tension-not-gravity-hydraulic-jump
دوى: 10.1017 / jfm.2018.558، ومن أصل القفزة الهيدروليكية في فيلم السائل رقيقة
