流體力學總結-tft每日頭條

流體力學總結

圖文更新时间:2025-01-27 21:43:48

在流體的世界有很多現象是很美很有趣的，下面同大家分享一下流體力學中那些看似神秘而美麗的有趣現象。

咖啡環效應(Coffee Ring Effect)

流體力學總結（流體力學之美一）1

咖啡污漬

細心的你肯定會發現偶爾撒在書上的咖啡在幹了過後會形成如上圖所示的污漬，污漬的裡面顔色較淺，而污漬外圍的顔色很深。這在流體力學中有一個專門的名詞-咖啡環效應。其實背後的物理原理很簡單，主要是受張力的影響，在液滴邊界其液滴較薄，蒸發速率比液滴中心高，因此在液滴上就形成了從液滴中心向液滴邊界流動的物理流場，咖啡顆粒也随着流體流動而逐漸沉積在液滴邊界，從而形成了上圖所示的咖啡漬。另外科學家也發現，不同形狀以及不同大小的顆粒溶液所形成的咖啡環也不同。目前一些應用領域也在利用咖啡環效應，例如就有科學家利用咖啡環效應實現導電薄膜，利用咖啡環沉積在透明薄膜上面，利用相互交聯的銀離子咖啡環實現導電，而中心由于沒有銀而透光，既實現了高透光性，由實現了薄膜導電性。

流體力學總結（流體力學之美一）2

馬蘭戈尼效應（Marangoni Effect）

由于兩種表面張力不同的液體界面之間存在張力的梯度而使質量移動的現象，稱為馬蘭戈尼效應。實際上我們之所以能夠使用肥皂水吹出較為穩定的泡泡也是因為這個效應的存在。簡單而言就是流體會自發的從張力低的區域流向表面張力高的區域。

流體力學總結（流體力學之美一）3

對于肥皂泡，她實際上是一種溶液，裡面含有的主要物質為活性劑。純水形成的泡泡之所容易破是因為在重力的影響下，水會慢慢往氣泡下部分流動，即便沒有重力的影響，空氣中的一點擾動就足以讓氣泡破裂，而活性劑的存在則會改變這種情況；當氣泡某個區域變薄時，由于表面活性劑的濃度也跟着變小，張力也就變大了，在馬蘭戈尼效應的作用下其它張力小的區域的水就會補充過來，從而形成了較為穩定的氣泡。另外紅酒中的挂杯現象也同馬蘭戈尼效應有關。

另外還可以利用馬蘭戈尼效應在家裡面做一些好玩的事情，如下圖所示，在倒滿牛奶的盤子裡面滴上一滴顔料，然後再在顔料上面滴上一滴洗潔精就會形成絢爛的圖案。

流體力學總結（流體力學之美一）4

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