每周一文_20210307——有趣的流體力學01
流體力學是一門怎樣的學科呢? 其實每次被問到的時候,我自己都有點迷茫。總感覺流體力學很難,但是周圍又有很多很簡單的流體力學。而且很多生活中的流體力學是大自然直接展示給我們的。并不是我們在知道了流體力學以后發明的。很多情況下的流體力學現象是大自然先有了,展示給我們,激發了我們好奇心。我們在對其進行研究以后應用于生活中。 舉個例子:飛機。鳥和昆蟲早就會飛了,可是我們人類是2個世紀前才會飛的。如果,飛行算是人類在抄襲動物的基礎上進行了發展演變。那么,“鯊魚皮"泳衣,這個基本可以算是人類抄襲鯊魚的。:)
環顧四周,幾乎我們身邊的每一個角落都充斥著流體力學的影子。今天來說說人體內的流體力學。
從你的呼吸開始,空氣在肺部的作用下通過鼻腔或口腔,經過呼吸道進入肺部。流體力學告訴我們這就是壓力的所用。外界的冷空氣進入體內為了預熱我們有了鼻子,越冷的地方人的鼻子越大。流體力學告訴我們,在熱源溫度一定的情況下,增加熱交換面積能有效提高被加熱流體的溫度。
再者,你的血液循環,從左心房出發,經過各級動脈,在毛細血管處交會,再經過各級靜脈,回到右心房。這個循環的動能來源于心臟,心臟就是整個血液循環系統的血液泵。人工心臟就是基于心臟的功能研發而成的。為了保證血液在循環中總是朝著一個方向運動,就有了心臟瓣膜,基于此啟發,我們發明了流動單向閥。還有幾個關于血液的流體力學問題。一個是關于疾病的,人們常說的血栓,就是指血管堵上了。那為什么從管壁向內堵呢。流體力學告訴你,流動邊界層,越貼近壁面流速越低,當你的血液中垃圾多的時候就容易堵在那里啦。還有一個是抽血的時候為什么要先把胳膊用皮帶扎起來?主要有兩點,第一個使得血管明顯,這時一般伴隨著握拳。流體力學告訴你,流體總是從高壓區流向低壓區。第二個是,扎起來比較容易抽血。因為靜脈靠近心臟端的回流負壓還是很大的。如果不扎起來,真的是很難把血抽出來。打點滴的時候為什么要掛的高高的,因為流體力學告訴你,液位差就是壓力差。為了克服血管內的壓力,就需要把吊瓶管的高。崴腳以后要把腳抬起來,是為了減少出血,因為血液在重力的作用下會流向低處。這叫血液的重力勢能。
最后說一個稍微重口味的。男同胞有的時候在小解的時候會發現,水柱貌似是靜止的,不要驚訝。流體力學告訴你,那叫做層流。最最后,如果你愿意,在面對小便器的時候,你可以試著側一下身子或控制一下兄弟,讓水柱與壁面成一個很小的角度。這樣可以有效降低噪音或實現無噪音。因為壓力脈動是噪音的來源。
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