2012年，人们在《自然奇观》这档节目中，建造了一个大型的空中涡旋“加农炮”，并在节目中不断的挑战空中涡旋加农炮的威力，他们惊奇的发现，空中涡旋加农炮不仅能够游刃有余的突破20M以外的纸箱，就连60M以外的纸箱也能不费吹灰之力的击倒，人类为了真切的感受自制空气炮的威力，决定亲自上阵体验空气炮涡流原理图，随后他们也真实的感受到了面对疾风的滋味。
善于观察的小伙伴们可能已经发现，当空中涡旋加农炮发射时，空气中总会若隐若现的出现一个烟雾环，实际上，自制空气炮的威力之所以如此强大，都是拜流体力学中的涡流所赐，那么，什么是涡环呢，涡环也称涡旋，是指流体沿某一个方向环绕在直线亦或是曲线轴的区域内，由被扰动的流体，例如液体、气体和等离子体构成，值得一提的是，当涡环的角向转动速度越快，这意味着此时的涡环也将变得愈加稳定。
更神奇的是，涡环内部的气流旋转也极大的增强了涡环的运动持久性，如同旋转的轮胎减少了汽车与地面之间的摩擦一般，涡环的涡流也减少了其核心区域与周遭环境内静止流体之间的摩擦，使得涡环能够在不减损质量和动能的情况下保持原有的形状，从而促使它继续进行较长距离的运动，如果将涡环的作用与流体射流相比，我们不难发现，涡环现象能够相对较好的维持原状，其运动的距离也显得更远，这也合理的解释了，人们吐出的烟圈停止吹散后，仍然能够在较长的一段时间里继续运转，然而，神奇的涡环现象，令人们诧异的同时，也引起了物理学家们的重视。
17世纪以来，人类就已经对于涡环进行了不计其数的探索，1858年，德国物理学家赫尔曼冯亥姆霍兹发表了《表达涡环的流体动力学方程的积分》，并对涡环现象通过数学分析进行了周密的阐述，他利用表达式向人类展示了涡环的强度，人类也因此在一定程度上懂得了涡环的形成、运动和相互作用，人们也在这些基础上对涡环现象展开了深入的研究。
如今，有关涡环的趣味实验数不胜数，其中，最具代表性的涡环现象莫过于涡环相撞实验，实验中，你能够清晰的看到，当2个相同的涡环之间产生了正面碰撞时，竟会迸发出更加不可思议的现象，此时的2个涡环将沿碰撞平面径向扩展后，产生多个小块，这意味着当涡环发生碰撞时，外圈将最先开始分解，并形成小结点，在这些结点位置上，都存在一个低压力点，这说明结点上的低压区域，对附近的物质产生了吸引，因此使得外圈将涡环分解为多个小块，遗憾的是，这些小块在分解时，为什么仅仅旋转了90度，以及每小块的方向仅沿外测运转等问题，科学家们始终没有做出合理的解释。
你知道吗，实际上，涡环现象的神秘之处并不仅仅源于涡环本身，人们认为涡环现象的神奇更多的在于，它的神秘面纱在自然界中随处可见，也令人们感到十分惊奇。
例如，海豚式吐泡泡，它们吹出的气泡涡环十分完美，这也是它们的拿手好戏，白鲸们也是如此。
再比如说，借风飞翔的蒲公英，不少人都知道，蒲公英能够在空气中进行很长一段时间的超远飞行，蒲公英们的这一现象也成为了物理学家们的探索对象，2018年10月，人们才真正懂得蒲公英种子的飞行机制，这是因为英国爱丁堡大学的中山真美和其专业团队构建了一个垂直风洞机，并对自由飞行的公英种子和固定的蒲公英种子的绕流进行了可视化处理，在长曝光摄影和高速成像的技术支持下，他们发现“分离涡流环”是造成蒲公英种子独特的飞行机制的主导因素。
值得一提的是，涡环现象不仅存在于自然界中，航空、军事等方面，也依然充斥着涡环的身影，例如，飞机高速行驶时，它产生的下降气流便会引发涡环现象，譬如莫得感情的空气炮以及氢弹、爆炸后形成的巨大蘑菇云，实际上，就是一个不断上升的巨大涡环，这是因为，爆炸过程中，释出的大量的高温高压气体开始迅速膨胀，从而形成了冲击波，由于突然产生的低密度大体积气体，演变为了我们十分熟悉的蘑菇云。
这一现象也直接的引发了瑞利泰勒不稳定性一般情况下，当密度较小的流体在密度较大的流体底部区域时，在重力加速度的作用下，即可引发瑞利泰勒不稳定性，由于大量的气体急剧上升，导致这些气体沿边缘扩散形成巨大的涡环，不得不说，涡环现象展现了流体力学的魅力，感谢观看本期视频，我们下期再见。返回搜狐，查看更多
