Movimiento ascendente del anillo de vórtice y del anillo de burbujas en el agua

De Wikipedia Anillo de vórtice

A diferencia de una ola marina, cuyo movimiento es solo aparente, un anillo de vórtice en movimiento en realidad transporta el fluido giratorio. Así como una rueda giratoria disminuye la fricción entre el núcleo y el fluido estacionario que lo rodea, lo que le permite viajar una gran distancia con una pérdida relativamente pequeña de masa y energía cinética, y con pocos cambios en tamaño o forma. Por lo tanto, un anillo de vórtice puede transportar masa mucho más lejos y con menos dispersión que un chorro de fluido.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Vortexring en agua

No hacia arriba, pero con buenos ejemplos de anillos de vórtice.

Burbujeante

Burbujeo moviéndose hacia arriba (con tensión superficial)

Mis preguntas son:

¿Cuál será la pérdida de vorticidad de un anillo de vórtice por metro, comenzando a 200 m de profundidad? Wikipedia Vorticidad

(Pregunta previa a la edición {obsoleta}: ¿Cuál será la pérdida de masa de un anillo Vortex por metro, comenzando a 200 m de profundidad?)

Estoy interesado, si un anillo de vórtice de color o un anillo de burbujas (con niebla de color (partículas)) podría usarse para un robot autónomo, que opera bajo el agua y se comunica con otro robot autónomo, que se sumerge cerca de la superficie del agua o vuela ( cono más grande para la observación) por encima de él.

Esto da como resultado las siguientes preguntas adicionales: ¿Cuál es la distancia máxima estable

1. a liquid vortex ring 

2. a fluid bubble ring

puede viajar hacia arriba en agua dulce y salada,

  1. sin flujos presentes

  2. con arroyos presentes,

que ocurren típicamente en un océano en profundidades desde aguas profundas hasta la superficie del agua?

Twitter-Entrada a esta pregunta

"[...]**disminuye la fricción entre el núcleo y el fluido estacionario que lo rodea, lo que le permite viajar una gran distancia con relativamente poca pérdida de masa y energía cinética, y pocos cambios en tamaño o forma**. Por lo tanto, un El anillo de vórtice puede transportar masa mucho más lejos y con menos dispersión que un chorro de fluido". Wikipedia . ¿Cuál será la pérdida de masa de un Vortexring por metro?
A partir de 200 m de profundidad.
Gracias por la ayuda y la orientación @count_to_10.
Acabo de agregar una referencia a mi Twitter-Thread con más información sobre este tema en Twitter debajo del Tweet que vinculé aquí.
¿Por qué habría pérdida de masa? ¿Cuál es su definición de pérdida de masa?
¿Qué ves cuando soplas un anillo de humo en el aire?
@nluigi como dice Zero para un anillo de humo, puedes ver partículas que se separan del anillo de vórtice. Pero, ¿son estas partículas del entorno del anillo de vórtices, que solo se esconden?
@nluigi Sin embargo, la pérdida de masa se desvía, por lo tanto, editaré y modificaré la pérdida de masa por metro en la pérdida de vorticidad por metro.

Respuestas (1)

A diferencia de las simulaciones por computadora, el entorno físico está plagado de imperfecciones, a menudo no solo demasiado difíciles de modelar, sino también de cuantificar con cierto grado de confianza. Este hecho es aún más frecuente con respecto a los fluidos y los movimientos de vórtice se encuentran en los extremos de la teoría de la mecánica de fluidos; ondas de solitón.

Es posible que su pregunta sea imposible de responder por cualquier medio de análisis, pero tal vez algo predecible con confianza utilizando simulaciones de elementos finitos de flujo tridimensional (CFD), pero ejecutar dicha simulación en la distancia/tiempo que está solicitando probablemente conducirá a un error. "respuesta" si no inestabilidades numéricas.

La mejor manera de determinar lo que quiere saber es experimentando simple y llanamente. Así que ahí es donde realmente deberías invertir todo tu tiempo y recursos.

Los anillos de humo transportan las partículas de humo con ellos, pero las imperfecciones en los límites de los anillos, las perturbaciones localizadas durante su viaje pueden hacer que el vórtice se desprenda de esta masa.

La mejor manera de observar este comportamiento es simplemente usar una caja de cartón económica con un agujero recortado para que sirva como 'cañón' y llenar la caja con humo de una 'máquina de niebla' como las que se usan para uso teatral o fiestas de Halloween. Los anillos pueden viajar y llevar consigo la niebla a una distancia increíble (a través de una habitación), pero se puede observar el desprendimiento de partículas durante el viaje.

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