全國中小學科展

有限水量放流之漩渦成因探討及模型建立

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第60屆--民國109年
科別
物理與天文學科
學校名稱
國立鳳山高級中學
指導老師
蔡易達
作者
李慧敏;蔡志群;謝碧軒
關鍵字
漩渦,漩渦模型

摘要或動機

前期研究中我們發現靜置後的水經底部放流不會形成漩渦,若要產生漩渦需有效地擾動水體。於是我們在靜止水體中控制攪拌動力,探討影響漩渦形成的因素。我們發現雖然影響漩渦形成有許多因素,但這些因素指向一個關鍵,就是如何有效帶動核心區的水體;同時若攪拌範圍涵蓋整個核心區,漩渦會自然且快速產生,再加大攪拌範圍也屬多餘。因此,為了探討如何有效產生漩渦,我們計算出核心區的體積、液面起始高度至放流孔距離及漩渦形成效率的關係。 最後,我們建立了漩渦形成模型。除得知漩渦現象是各位置相鄰水流彼此作用及流速調整才得以產生外,也由實驗推知外圍水流依白努力原理而向內壓迫內圈水流,使流速向內偏向,最終呈現螺線形流線。


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