洗碗池中的流体力学问题

摘要

每当打开水龙头，自来水向下流动时会形成一条水柱，可以用一个勺子放在水柱中，水遇到了勺子的弧面便向四面散开，形成了一个钟形的水膜，称为水钟。同时水柱冲击到洗碗池的平底时，也会向四周散开，在洗碗池底部形成一层水膜，水膜在离开水柱一定距离时，会向上跃起，厚度突然增大，形成水跃。如果将水放入洗碗池，蓄满后打开下水口的塞子，随着水的下泄，在下水口处会形成一个旋涡，称为澡盆涡。最后，打开水龙头，观察形成的一根圆柱形水柱，当逐渐关闭龙头，水柱将慢慢变细，当出水量低到某个临界值时，水柱表面开始出现波纹，这是水柱失稳的开始，如果进一步减少出水量，水柱会断裂，形成一系列液滴。