Fyzika vírových prstenců

Mgr. Petr Zikán

Bakalářská práce

Physics of vortex rings

Anotace:

Vírový prstenec je neobyčejně zajímavá hydrodynamická struktura. Jedná se o vírovou trubici kruhového tvaru, která je uzavřená sama do sebe. Vírový prstenec vzniká například při výbuchu atomové bomby nebo při dopadu kapky na vodní hladinu. Je až překvapivé, jak velké vzdálenosti je tato na první pohled křehká struktura schopna překonat. V této práci se věnuji rovnicím, které řídí vířivý pohyb, i jejich konkrétní aplikaci na případ vírového prstence. Dále je vypracováno několik teoretických modelů interakcí mezi prstenci a jejich experimentální ověření. Zčásti jsou studovány i kmity eliptických vírových prstenců. Závěrem popisuji několik jevů, kterými se teoretická část nezabývá, jelikož byly pozorovány až během experimentů.

Abstract:

Vortex ring is extraordinarily interesting hydrodynamic structure. It is a round-shaped vortex tube, which is round-closed into itself. Vortex ring forms, for example, after atomic bomb detonation, or when a drop of water falls on a water surface. It is surprising, how large distances this fragile structure can travel. In this thesis I describe equations that drive the vortex movement and apply them to a vortex ring. Couple of theoretical models of interaction between the rings are evolved, as well as their experimental verification. Oscillations of elliptical vortex rings are partially presented as well. During the research, some other phenomena were observed. These are not covered up in the theoretical part as they raised from experiments. They are described at the end of this thesis.

Klíčová slova

vírový prstenec, vírová čára, samoindukovaný pohyb, interakce vírových prstenců, vortex ring, vortex line, self-induced movement, interaction of vortices

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2009

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 6. 2009
• Vedoucí: prof. Mgr. Tomáš Tyc, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika