自由涡旋形成的高速采集

本研究使用高速相机 (Y3, IDTVision, Inc.) 捕捉了自由涡旋的形成过程。实验在一个装满自来水的矩形水箱中进行。水的自由表面暴露于大气压下，室温为 25\textcelsius。水的体积为 $25\times 25\times 10$cm$^3$。通过搅拌勺迫使静止的水以 $2\pi$/sec 的速率旋转。一旦水中所有点都开始旋转，便通过水箱底部直径为 5mm 的球阀排水，同时开始采集数据。涡旋的形成以每秒 200 帧 (fps) 的速度、$352\times 824$ 像素的分辨率被捕捉，并以 5fps 的速度、$1280\times 720$ 的分辨率导出为“流体动力学视频”。视频的实际时长为 3.9 秒，慢动作视频时长为 160 秒。在图像采集过程中，水位高度几乎保持不变。