利用边界跃跳现象防止圆盘下沉
流体动力学
2025-06-25 v4
摘要
尽管通常预期置于水面的金属圆盘会下沉，但研究揭示了一个令人惊讶的现象：从上方垂直射向圆盘的射流可使其保持漂浮。该结果违背直觉，因为人们会假设射流冲击力会导致圆盘下沉。发现该现象源于冲击射流导致圆盘顶部水分排开，其机制类似于水跃。这种排开增加了有效浸没体积，导致浮力增加以平衡重力。与经典情形不同，此处跃跳半径由圆盘几何参数固定，称之为边界跃跳。为进一步探索该效应，提出了基于标度律的理论模型，给出圆盘漂浮所需条件。通过独立实验确定了前因子。最后，对圆盘漂浮和下沉进行了实验，结果与所提理论吻合良好。
引用
@article{arxiv.2312.13099,
title = {Preventing sinking of a disk by leveraging the boundary jump phenomenon},
author = {Jan Turczynowicz and Radost Waszkiewicz and Łukasz Gładczuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.13099},
year = {2025}
}