流体力学：从简单的烟圈到复杂的结型涡环

吸烟的人都知道，不吸烟的人也见到过，一缕缕烟圈让人着迷，也让人生恶。普通吸烟者对烟圈司空见惯，早已不觉为奇；而流体力学研究者，可能会从另外的角度来看待烟圈。

烟圈可谓是最为常见的涡了，但是如何将两个烟圈连接起来，或者像系鞋带一样，如何将一个烟圈打成结？这可能是一个从事流体力学或物理学基础研究的科研人员时常在思考的问题。

最近，芝加哥大学的 Kleckner和Irvine就对这一问题的研究给出了漂亮的结果，相关结果发表在最近的Nature Physics上。结型涡的概念，早在一个世纪以前就提出了，理论上的应用也很久了，但至今在实验室中还未能创造出这种涡，更不用说从实验的角度去具体研究结型涡的动力学问题了。Kleckner和Irvine通过3D打印技术，制造了一个水型翼，借此在水流中创造出了这种结型涡，并研究了其相关动力学问题。这个研究在流体力学上的重要意义是不言而喻的。贴几张美图，让大家享享眼福，看看涡的美妙吧！

具有不同拓扑形状的结型涡

“三叶草” 结型涡环的美妙

结型涡核及流场的重构美图

注：本文图片和视频全部出自原文献，非本人所作，特此申明。文献见

Creation and dynamics of knotted vortices .pdf

Fluid dynamics- Lord Kelvin's vortex rings.pdf

或链接 http://www.nature.com/nphys/journal/v9/n4/extref/nphys2560-s1.pdf 

视频请见链接：http://www.nature.com/nphys/journal/v9/n4/full/nphys2560.html#supplementary-information