渦流是圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的流體的一部分。漩渦或漩渦在自然界中以多種形式存在，例如龍卷風(fēng)、颶風(fēng)、漩渦等。在現(xiàn)實(shí)生活中也可以通過旋轉(zhuǎn)水瓶、排干水槽、旋轉(zhuǎn)茶杯等輕松觀察到漩渦。
漩渦頂部較寬，向底部移動時逐漸變窄。這是因為壓力差。頂部的壓力較小，底部的壓力最大。渦流的方向通常由科里奧利效應(yīng)決定。
漩渦的形狀
當(dāng)流體速度存在顯著差異時，通常會形成渦流。速度的差異會產(chǎn)生一股力量，使水在周圍旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的水通過圍繞中心點(diǎn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)來保持其角動量，同時由于運(yùn)動和靜止水之間存在的摩擦力而損失一部分能量。例如，如果您將陶瓷或金屬板浸入水池中并沿直線向前推動，則會形成一個或多個漩渦。這是因為與板接觸的水經(jīng)歷了運(yùn)動，而遠(yuǎn)離板的水保持靜止。板塊邊界周圍的水傾向于向前移動并被推向兩側(cè)。同時，盤子背面的水被向前吸入。現(xiàn)在，即使你移開盤子，運(yùn)動中的水也會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并形成肉眼很容易看到的漩渦。結(jié)果形成的兩個渦流以相同的速度向前移動，并包含一條曲線的軸線。這意味著兩個漩渦相互連接并形成漩渦的半環(huán)。添加到一個渦流環(huán)的一塊物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到另一個渦流環(huán)。根據(jù)亥姆霍茲定律，渦流線不能在流體中開始或結(jié)束。這意味著渦環(huán)要么在一個環(huán)中閉合，要么在兩個單獨(dú)的邊界點(diǎn)閉合。同樣，在氣體的情況下，在慢風(fēng)上方移動的快風(fēng)是造成渦流煙環(huán)、颶風(fēng)或其他類型的渦流在空氣中形成的原因。
與頂部相比，底部的渦流旋轉(zhuǎn)速度更高。這是因為漩渦在頂部更寬，并且在向底部移動時變窄。存在于底部的流體傾向于在狹窄的圓形路徑中移動，這就是為什么它必須具有每分鐘大量的旋轉(zhuǎn)才能與渦流頂部圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)的流體的速度相匹配。
渦流的原理是制造洗衣機(jī)、牛奶/奶油分離器等許多設(shè)備的基礎(chǔ)。渦流的概念也用于醫(yī)療和國防領(lǐng)域，以對各種設(shè)備進(jìn)行測試血液樣本并為戰(zhàn)斗機(jī)飛行員設(shè)計特殊套裝。戰(zhàn)斗機(jī)飛行員通常會經(jīng)歷急轉(zhuǎn)彎并高速轉(zhuǎn)彎。這會將血液拋向血管的外邊界，這可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的醫(yī)療狀況。
