实验报告 飞盘漩涡

物理实验报告飞盘漩涡

题目：

When a vertical plate is partially submerged in water and pulled in a direction normal to the plate , a pair of vortices is created in the surface of the water. Under certain conditions, these vortices t ravel along the surface for a long distance. Investigate the parameters influencing the motion and stability of these vortices.

当一个垂直的盘子部分沉在水中并作垂直于盘面的移动时，一对水涡会在水面上出现。在一定情况下，这些水涡可以在水面上运动很长一段距离。研究相关参量对水涡运动和稳定性的影响。

一、实验目的

给出并确立一组参量描述一对水涡在水中运动的方式和稳定性

二、实验器材

20cm，16cm，12cm，8cm，6cm寸纸盘子共50个，10、16、20厘米瓷盘子各一个，10,16,20,28厘米不锈钢盘子各一个

实验的场地则是在学校的水池，由于水面平稳且深度适宜，十分适合进行实验

三、实验原理

“卡门涡街”现象。卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到，在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。如水流过桥墩，风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。

漩涡的稳定性与需要测定的“雷诺数”有关，在复杂的测定后可以得出一个公式，但因为实验不需要直接给出一个公式，我们采取了控制变量法来得出结论

四、实验数据记录

数据模板

注1：快，是指在2秒内划完50cm的距离，慢则是在5秒内划完

注2：不成型，是指没有形成一对稳定的漩涡，这在实验分析中将详细说明

盘子进水深度滑动速度漩涡持续时间（秒）

四分之一快

四分之一慢

二分之一快

二分之一慢

四分之三快

四分之三慢

不锈钢盘子组数据

盘子半径（cm）28 20 16 10

140 90 30 26

127 83 26 不成型

297 133 81 28

173 53 41 24

227 94 80 不成型

157 47 84 不成型

瓷盘子组数据

盘子半径（cm）20 16 10

130 44 22

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