Wie tief kann ein Whirlpool hinabsteigen?

Meine Frage basiert auf dem Vergleich der Physik eines Tornados mit dem, was ich mir als marines Äquivalent eines Tornados vorstelle / annehme, dh ein Whirlpool, der sich entweder auf See, in einem Gezeitengebiet oder in einer Mündung befindet.

Whirlpool

Meine Vermutungen sind:

  • Beide haben die gleiche grundlegende Ursache, entgegengesetzte Flüssigkeitsströme (Luft versus Wasser) treffen aufeinander und es entsteht ein „nach innen gerichteter“ Geschwindigkeitsvektor, der die anfängliche Drehbewegung erzeugt, die sich dann vorübergehend selbst fortsetzt, mehr Flüssigkeit einzieht und die Geschwindigkeit erhöht Drehimpuls des Systems.

  • Ich nehme aufgrund von Videoaufnahmen von Tornados, die ich gesehen habe, an, dass Tornados im Allgemeinen auf der Höhe der Wolkenbasis entstehen, die meiner Meinung nach eine vertikale Höhe von 100 bis 500 Metern erreichen kann.

  • Ich würde annehmen, dass ein Whirlpool aufgrund der viel größeren Dichte von Wasser im Vergleich zu Luft nicht sehr weit absteigen könnte, da die Kräfte, die erforderlich sind, um ihn aufrechtzuerhalten, viel größer sind als sein atmosphärisches Äquivalent. Ich weiß jedoch nicht genug über Fluiddynamik, um abzuschätzen, wie weit es tatsächlich nach unten sinken könnte, bevor es sich auflöst. Meine (ziemlich offensichtliche, ich gebe zu) Schätzung würde in der Größenordnung von Metern liegen, dh weit weniger als die Höhe eines Tornados.

Mit anderen Worten, wie gut ist meine Analogie, mir einen Whirlpool als marines Äquivalent eines atmosphärischen Tornados vorzustellen, und wo bricht er zusammen?

Nach dem, was ich in Cartoons gelernt habe, wird sich der Strudel ganz nach unten erstrecken, wenn Sie den großen Stöpsel aus dem Grund des Ozeans ziehen
Ich würde vermuten, dass die richtige Antwort (In-) Komprimierbarkeit enthält.
Interessante Frage. Können Wasserspeier tiefe Strudel erzeugen?
Ich nehme an, ob Sie überleben könnten, hängt davon ab, welche Art von Fass und was den Strudel verursacht. In jedem Fall wird einem danach ziemlich schwindelig
Menschen haben es überlebt, in einem Fass über die Niagarafälle zu fahren. Angesichts dessen werde ich nicht sagen, dass Menschen einen Strudel in einem Fass nicht überleben könnten. Versuchen Sie dies jedoch nicht zu Hause
@ Jim, wenn ich ein Fass in meine Badewanne einbauen könnte, würde ich es wahrscheinlich versuchen, nur sagen.
Nach dem, was ich über Tornados gelesen habe, werden sie von heißer Luft angetrieben, die vom Boden durch kalte Luft aufsteigt. Sobald einer gebildet ist, kann die heiße Luft leichter aufsteigen, sodass die umgebende heiße Luft eingezogen wird und die Winkelgeschwindigkeit zunimmt. Aufgrund der Erhaltung des Massenstroms könnte man argumentieren, dass sich ein Tornado über seine gesamte Länge gleichzeitig bildet, aber er wird nur sichtbar, wenn Wasser kondensiert (wenn die heiße und feuchte Luft abkühlt) oder ausreichend großes Material eingezogen wird.
Ihre Analogie erscheint mir nicht passend. Ein Tornado ist ein Wirbelrohr, das vollständig in der Flüssigkeit enthalten ist. Ein Whirlpool, wie Sie ihn gezeigt haben, ist die Oberfläche der Flüssigkeit, die in das Wirbelrohr gezogen wird, aber das Wirbelrohr selbst kann sich viel weiter in die Flüssigkeit erstrecken.
@pwf Vielen Dank, ich hatte keine Ahnung von einem gültigen Vergleich, der zwischen den beiden Systemen gemacht werden könnte.

Antworten (1)

Nach dem zweiten Satz von Heimholz geht es den ganzen Weg. Es darf nicht einmal in der Flüssigkeit enden. Sie meinen natürlich nur die Luft, aber es kommt nur darauf an, wie sich die Lage entwickelt. Wenn die Strömungsverhältnisse über die Froude-Zahl 1 hinausgehen, haben Sie immer die Verbindung. Es wird hier erklärt; Luftkernwirbel; Physikalische Erklärung des „Air Entrainment Hook“ bei F C Ö = 0,7 - Auf meine Antwort.

Und nach den Erfahrungen aus Wasserkraftwerken geht es wirklich "ganz durch". Hier ist eine schöne Studie zu dem Thema, siehe zB. Bild auf Seite eins.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Beachten Sie, dass der Druck im Einlass nicht derselbe ist und "ganz" die Verbindung zwischen zwei Drücken ist.

Ja, es war nur die ehrliche Struktur Ihrer Frage, die mich zur Antwort motiviert hat. Es gibt ein wirklich schönes Video über die Wasseranalogie des Vortex, auf YouTube "13. Secondary Flow" im Kanal von Barry Belmont, der Punkt, den ich meine, ist ungefähr 11 Minuten vom Anfang entfernt, - wenn ich mich recht erinnere.
Wie tief kann ein Whirlpool hinabsteigen?
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