文森特·梵高《星月夜》中的湍流天空与科学理论相符

湍流是一种在流体中广泛存在的自然现象,如水流、洋流、血液流动、翻滚的风暴云以及烟雾柱等形式。湍流本质上是一种混乱状态,其中较大的涡旋不断形成并解体为更小的涡旋。尽管从普通观察者的视角,湍流看起来可能是随机的,但实际上它遵循一种级联模式,可以通过数学方程进行深入研究,进而得到部分解释。“想象一下,你...

科学家解决飞秒激光成丝抖动难题,生成高强度超连续光源,可用于高...

但是,对于高重频气体光丝来说,由于激光能量在气体中的沉积,气体分子热扩散过程中会引起气流运动,使得激光传输路径上将会出现湍流,从而造成下一激光脉冲的光束偏折。进而导致光丝指向性变差,这会严重影响基于气体成丝产生的超连续白光的强度和空间稳定性,也对相关应用产生了不利影响。基于此,为了探索飞秒光丝的更广...

世界周刊丨“隐形杀手”湍流

50多年后的今天，飞机的性能已大幅提升，现代商用飞机能够应对的湍流强度比过去四、五十年中遇到的最强湍流还要强1.5倍，纵然如此，湍流依然是航空领域不可忽视的“老对手”。根据成因，能引起飞机颠簸的湍流可分为多种。热力湍流，主要是由于空气中水平温度分布不均或垂直温度层结构不稳定产生。美国国家科学基金会国...

一周内两起航空飞行事件,多名乘客伤亡!背后的“隐形杀手”,就是湍流

引起飞机颠簸的湍流其实是湍流运动的一种——大气湍流。英国《自然》杂志指出,大多数航班都会经历一定程度的湍流,当飞机起飞或降落时,机场周围的强风就可能会造成湍流。雷暴天气、温度变化、地形因素等都会造成湍流,但大多数湍流比较温和,仅会造成飞机轻微晃动或下降。根据严重程度,湍流可分为轻度、中度、重度和极端...

晴空湍流:飞机的“隐形危机”

当气流的高度、方向、速度和强度等发生瞬间变化时,就会引发晴空湍流。这些强大的气流自西向东环绕地球,我们在气象图上看到它们呈宽阔、波浪状的线条,但无法直接以肉眼或光学仪器看到,由于它发生在晴朗的天气条件下,因此气象雷达也难以探测到。这种大气不规则的流动会使得飞机出现左右摇晃、上下抛掷、操纵飞机困难、仪表...

中科大在湍动磁场重联电子加速研究领域取得重要进展

这些不同强度(图2a),不同尺度的电流丝(图2b)在扩散区内沿着各个方向延伸(主要在x和y方向),并相互交织,形成了一个三维的网状电流体系,也即该扩散区处于湍流状态(www.e993.com)2024年11月15日。在这个湍流态的扩散区内,高达300KeV的高能电子通量显著增加(图1e),且高能电子在分布函数上呈现幂律谱分布(图3)。研究结果表明,重联的扩散区...

科教兴国专题——历史情况

为了适应这些发展,合金钢、高温合金与其他特种合金不但在需要量上日益增大,而且对它的性能要求也愈来愈高,最重要的是强度要大、要能耐磨损、耐高温、能抵抗氧化和腐蚀等。由于组成合金钢的某些重要元素如镍、铬、钴等的来源在我国目前已感不足,将来如无新资源发现,这方面的问题更大,因此节约这些元素建立适合于...

梵高的《星月夜》竟然是写实派?研究揭示艺术与流体力学的惊人吻合

湍流是流体的一种流动状态,在自然界中十分常见,典型的例子有龙卷风、木星大红斑等等。湍流会使光线发生偏折,这就是为什么我们眼里的星星总是一闪一闪的。同时,湍流也是影响天体观测的重要因素,我们通常用“视宁度”一词来衡量在湍流影响下的天体成像质量。当梵高的《星月夜》问世,科学界对湍流的理解还很落后。直到...

飞机猛降1800米!湍流是百年难题,但也不必因此“恐飞”

动力湍流，多出现在对流层的底部，是空气流经粗糙不平的地表面或障碍物时出现的湍流，与地形有关，其强度和规模受风速影响。如在北京首都机场春天大风天气下的颠簸，就可能是因从张家口吹来的西北风经过燕山的摩擦生成较多的湍流。晴空湍流（clearairturbulence，简称CAT），顾名思义，它出现在天气晴朗的高空，通常...

深度|空中颠簸可以预防吗?

数据+算法准确探测大气湍流强度飞行颠簸发生的基本原因是大气中存在乱流。当进入与机体尺寸相近的乱流涡旋时，飞机各部位会受到不同方向、速度的气流影响，原有的平衡就会被打破，从而产生不规则的运动。飞机在由一个涡旋进入另一个涡旋时会引起振动，如果飞机的自然振动周期与乱流脉动周期相当，颠簸就会变得格外剧烈。在...