流体力学总结（流体力学之美一）

在流体的世界有很多现象是很美很有趣的，下面同大家分享一下流体力学中那些看似神秘而美丽的有趣现象。

咖啡污渍

细心的你肯定会发现偶尔撒在书上的咖啡在干了过后会形成如上图所示的污渍，污渍的里面颜色较浅，而污渍外围的颜色很深。这在流体力学中有一个专门的名词-咖啡环效应。其实背后的物理原理很简单，主要是受张力的影响，在液滴边界其液滴较薄，蒸发速率比液滴中心高，因此在液滴上就形成了从液滴中心向液滴边界流动的物理流场，咖啡颗粒也随着流体流动而逐渐沉积在液滴边界，从而形成了上图所示的咖啡渍。另外科学家也发现，不同形状以及不同大小的颗粒溶液所形成的咖啡环也不同。目前一些应用领域也在利用咖啡环效应，例如就有科学家利用咖啡环效应实现导电薄膜，利用咖啡环沉积在透明薄膜上面，利用相互交联的银离子咖啡环实现导电，而中心由于没有银而透光，既实现了高透光性，由实现了薄膜导电性。

由于两种表面张力不同的液体界面之间存在张力的梯度而使质量移动的现象，称为马兰戈尼效应。实际上我们之所以能够使用肥皂水吹出较为稳定的泡泡也是因为这个效应的存在。简单而言就是流体会自发的从张力低的区域流向表面张力高的区域。

对于肥皂泡，她实际上是一种溶液，里面含有的主要物质为活性剂。纯水形成的泡泡之所容易破是因为在重力的影响下，水会慢慢往气泡下部分流动，即便没有重力的影响，空气中的一点扰动就足以让气泡破裂，而活性剂的存在则会改变这种情况；当气泡某个区域变薄时，由于表面活性剂的浓度也跟着变小，张力也就变大了，在马兰戈尼效应的作用下其它张力小的区域的水就会补充过来，从而形成了较为稳定的气泡。另外红酒中的挂杯现象也同马兰戈尼效应有关。

另外还可以利用马兰戈尼效应在家里面做一些好玩的事情，如下图所示，在倒满牛奶的盘子里面滴上一滴颜料，然后再在颜料上面滴上一滴洗洁精就会形成绚烂的图案。

趣玩

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