¿Cómo explicar estos fenómenos de anillo de humo dinámicos fluidos?

Question

El Navier-Stokes de la dinámica de fluidos ecuaciones, dijo que, como Sir William Thomson (Lord Kelvin) predijo:

1. Cuando dos humo-anillos se están moviendo en la misma dirección, con la misma velocidad, uno detrás del otro, el 'líder' del anillo será más lento y aumentar, mientras que la 'siguiente' uno se vuelve más velocidad, que pasa a través del anillo en la parte delantera, y esto seguirá sucediendo hasta que se desvanecen. Fue demostrado experimentalmente por Kelvin.

2. Cuando dos humo-anillos se mueven el uno hacia el otro, en lugar de chocar y aniquilar en un smokey lío, que en realidad se ralentiza y ampliar, nunca reunión, acaba de conseguir más, hasta que se desvanecen. Fue demostrado experimentalmente por Kelvin.

Mis preguntas:

1. ¿Cómo los fenómenos número 1 a suceder?
2. ¿Cómo los fenómenos número 2 suceder?

Answer 1

Yo actualmente no tengo acceso a el papel, pero este debe cumplir con sus necesidades:

Vortex Ring Interacciones (por Wakelin-Riley)
http://qjmam.oxfordjournals.org/content/49/2/287.abstract

Aquí está mi interpretación: Considere dos anillos de movimiento co-axial positiva en la dirección x con sus anillos en el y-aviones (Un anillo en la parte frontal del anillo B). Las partículas en cada círculo de la (engorde) anillo circular y la fuerza de la difusión del aire en frente de él (ver http://en.wikipedia.org/wiki/File:Vortex_ring.gif). Entonces
1) Una de las circulaciones obligará a B a difundir y ampliar (mirar visualmente los vectores en las inmediaciones de Una). A continuación, se mueve a través y esto se repite, porque B de la circulación, ahora se extendió A.
2) Aquí anillo se mueve en positivo dirección x y B x y negativa de la dirección. Sus respectivos circulaciones estirar cada uno de los otros y hacerlos más lentos hasta que se encuentran en reposo y se desvanecen.

Aquí son más directos documentos:
Una Nota sobre el Leapfroggeing Entre Coaxial Anillos de Vórtice a Bajos Números de Reynolds (Lim) http://pof.aip.org/resource/1/phfle6/v9/i1/p239_s1
La interacción de Dos Anillos de Vórtice en Movimiento a lo largo de un Eje Común de Simetría (por Oshima)
http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/38/1159/

Answer 2

El primer fenómeno es llamado vórtice de emparejamiento. Que se produce tanto en 2D y 3D de los flujos. Cuando dos cerca de los vórtices de girar en la misma dirección, su circulación provocará a girar uno alrededor del otro hasta que se funden. Probablemente lo que sucede con los anillos de humo es que el segundo anillo es más fuerte que el primero, su flujo provocará que el primer anillo para aumentar de tamaño a medida que se acerca. Dependiendo de sus posiciones y puntos fuertes, van a unir o mantener en la que interactúan el uno con el otro por un tiempo...

Hay un análogo fenómeno de la circulación atmosférica se llama el efecto Fujiwhara.