如何在游泳池中形成涡环

有一天，我在网上浏览时发现了一段视频，视频中游泳池底部出现了两个圆形阴影，而水面上却没有任何东西可以投射它们。更奇怪的是，它们在水池中同步移动，而不是消失。当我问一位流体动力学教授发生了什么事时，他说这可能是一个半环涡旋。

为了验证这一假设，我把一个餐盘拖过我朋友家后院的游泳池，自己制造了黑点。餐盘的运动在游泳池表面形成了两个凹坑，它们慢慢地从我身边飘走，但彼此保持同步。当我在每个凹坑里挤入几滴食用色素时，色素旋涡般流下，露出一个令人难以置信的半环漩涡，将两个凹坑连接在一起。

涡流是一种旋转的液体或气体柱，例如龙卷风。我知道我的实验是涡流，因为它会携带染料——与波浪不同，涡流可以传输物质。涡流是由于剪切力形成的，当快速流体经过较慢的流体时。当你推动盘子时，旁边的液体会被拖向前，而远处的水则保持静止。这种速度差异使流体在盘子的浸没边缘周围卷曲。

漩涡的末端在水面上形成两个凹陷，使阳光向外弯曲，就像玻璃镜片一样。这在两个暗色圆圈周围形成一个亮环，形成了黑点。

如何制作半环涡旋

1. 将盘子半浸入静止的水池中。将其向前拖动几英寸，然后以一定角度轻轻提起。
2. 寻找水面上、水底黑点上方形成的两个凹痕。
3. 在每个凹坑里滴入少许食用色素。染料将被拉入半环涡流中。

本文最初发表于《大众科学》杂志2016年7/8月刊，标题为“我在泳池里创造了涡环”。