بررسی جریان شیشه ای و عجیب آب

وبسایت بیگ بنگ - منصور نقی لو: یک فایل گیف از جریان عجیب آب فضای اینترنت را درگیر کرده است، کاربران درصدد پی بردن به عمق ماجرا هستند. همانطور که در فایل گیف زیر مشاهده می کنید، جریان آب در نگاه اول بسیار آرام بنظر می رسد. حتی احتمال دارد فکر کنید یخ زده است. اگر دستتان را در آن فرو کنید، نوعی آشفتگی در جریان به وجود می آید. تنها در این صورت متوجه می شوید که جریان یخ نزده است.

در نگاه اول میتوان آن را چیزی جادویی در نظر گرفت و بسادگی از رویش رد شد، اما قوانین فیزیک پشت این پدیده عجیب بطرز باورنکردنی جالب می باشد. رفتار این آب را می توان به بهترین نحو با "جریان یکنواخت آبگونه" توضیح داد. این نوع جریان که جنبه‌ای از دینامیک سیالات به حساب می آید، زمانی را توصیف می کند که سیالی در لایه های موازی بدون توقف جاری یابد.

جریان های یکنواخت آبگونه که برگرفته از لمینار - ورقه های نازک - میباشند، زمانی به وقوع می پیوندند که کانال (مجرا) جریان نسبتا کوچک بوده و جریان به کُندی حرکت می کند. علاوه بر این، جریان از گران روی بالایی نیز برخوردار است. در فایل گیف فوق می بینید که آب به آرامی از یک استخر به بیرون هدایت می شود. همچنین، سرعت، فشار و سایر ویژگی های جریان در هر نقطه از جریان دارای مقدار ثابتی هستند. تا اینکه فردی جریان آب را با دست لمس می کند.

جریان یکنواخت آبگونه برعکس پدیده دیگری به نام "جریان آشفته یا متلاطم" میباشد. این جریان که رفتاری کاملا متداول است، در جریان خون، جریان گدازه و جریان های اقیانوسی و جوّی مشاهده می شود. اکنون به اختلاف میان این دو جریان توجه نمایید. جریان یکنواخت آبگونه در بالا و جریان آشفته در زیر:

آنطور که در بالا می بینید، دو جریان فوقانی ظاهرا بسیار یکنواخت و پایدار هستند- بطوری که به سختی میتوان گفت حتی بدون کمک رنگها، آب به سمت جلو حرکت می کند - اما جریان آشفته دارای نوسانات ثابت و نامنظم می باشد. شما در دو نمونه زیر مشاهده می کنید که سرعت جریان در آنها به لحاظ بزرگی و جهت دستخوش تغییرات مداوم قرار می گیرد. این همان چیزی است که در جریان هوای بالای سطح زمین جلوه می کند، وقتی آن را در ذهن خود تصور می کنید. پس هیچ گونه یخ زدگی و عوامل جادویی در کار نیست، فقط دینامیک سیالات نقش عمده ای را در این بین ایفا می کند.