炎炎夏日，较惬意的事情就是来杯冰啤酒透心凉快一下了。打开啤酒那向上冒的啤酒泡沫总先引人注意。为什么啤酒泡沫之后又会下沉，其中的机密是什么，让我们一探毕竟。 实际上，很早之前人们就发明了这个现象，这些下沉的啤酒泡泡绝非视觉假象，而是货真价实的逆天行为。健力士这类啤酒不但同普通啤酒一样憋着一股二氧化碳，它还闷了一肚子氮气。气泡下沉的机密正是来由于这些氮气气泡作怪：一旦啤酒被打开，啤酒瓶内气压下降，二氧化碳和氮气就将不再溶于水从而过饱和形成气泡和泡沫。 为了简化讨论，我们假设气泡直径坚持不变，只斟酌作用在气泡上的浮力和阻力。单个气泡的活动就取决于这两个力之间的平衡，运用牛顿第二定律即物体活动的质量乘以加速度等于作用在物体上的合力，以气泡为研讨对象，我们可以得到： 其中，方程右边前列项是泡浴缸的阿基米德浮力，第二项是圆球阻力公式，ρ是流体密度，V是气泡体积，CD是阻力系数，Sp是气泡在流动方向上的投影面积，U是气泡速度，m是气泡质量。 由量纲剖析我们可以估算出，气泡从静止达到匀速活动的时光非常短，大概是4×10-7秒。也就是说，大部分时光里我们看见的气泡都是匀速活动的。这时气泡受力平衡，上面方程式的左边为零。流体力学家依据试验得到了阻力系数在不同流动状况下的经验公式，带入上式后解方程右边就可以得到气泡上升速度： 其中，Re是气泡的雷诺数，ν是流体的活动学粘性系数，D为气泡直径，g是重力加速度。我们知道，氮气气泡小，二氧化碳气泡大，所以氮气上升的速度慢，二氧化碳快。上升快的二氧化碳气泡在水中受到阻力也大，因此反过来带给啤酒的加速度也大。一旦过饱和形成气泡以后，它们会主导杯子里面的流动，使啤酒杯中央的啤酒形成一股上升流动。这股流动达到啤酒液面以后无法解脱地球引力无处可去，于是向四周扩散开来，顺着玻璃杯壁面向下而来。这股下行流动遇上杯壁邻近的细密氮气气泡并且超过气泡上升的速度就会裹挟它们下沉。 另一方面，健力士啤酒又是一种有名的黑啤酒，黑啤酒一个很大的特色就是它是黑色的，这使得表面气泡的活动更容易视察到，而不是像透明的啤酒一样可以很容易看到中间的气泡活动。如此一来只有杯壁邻近的气泡被人们注意，这种泡泡下沉现象也就变得格外引人注意。 这就是全体本相了吗？ 氮气气泡的确是气泡下沉现象的症结，但是二氧化碳气泡带动的中央流动原来就很微弱，况且它还在啤酒表面四散开来疏散了能量，而且受到壁面阻碍，它有这么强烈以至于能够对冲氮气气泡的上升吗？ 久长以来这个问题都被疏忽了，直到较近爱尔兰的数学家们对刚刚倒满的啤酒杯进行了盘算机数值模仿的办法，由此示了干啤中下沉流动的另一个不容疏忽的狠角色——啤酒杯。 通过一个基于MATLAB的盘算流体力学软件——COMSOL，爱尔兰数学家假设啤酒中的气泡随机散布在啤酒内部，气泡在模仿进程中坚持直径为122微米的圆球状（用我们上面推导的公式可以得知，气泡的速度大约为4毫米每秒），由于流速很低，他们进一步假设流动是安稳的层流，经过粗略测量，估量出啤酒杯中，气泡的总体积占到玻璃杯的2%，较后也是较主要的一点，他们测量了这种曼妙的啤酒杯的三围（下图左）并运用到他们的模仿中去。 依据这些数据和蔼泡以及啤酒的属性，他们开端了数值模仿。模仿成果不但印证了先前的推测啤酒杯中间的气泡以上升为主，杯子中央的液体也被带动，形成了一股中央的上升流动并且在表面向四周扩散开来，顺着玻璃杯壁面飞流直下（下图左）；他们还进一步发明这种啤酒杯的外形设计还会锦上添花，让下行啤酒流更加激烈。 据科学家剖析发明：当气泡形成继而上浮时，尽管气泡垂直上升，但是由于这种玻璃杯存在一个向外扩大的坡度，气泡会相对远离壁面，从而形成富含气泡的中心和蔼泡稀少的外围，中央平均密度小因此液体就会上升，而四周液体平均密度大所以下沉，好似一个已经存在“中升周降”环流的封锁大仓库中间又点燃了一堆篝火。篝火加热了中间的流体，所以形成更强烈的上升气流。气流遇到天花板扩散开来，然后在四周又被冷空气加速下沉，在地面又被篝火邻近形成的低压吸引，从而增强了这种环流。为了印证这种猜测，他们又模仿了倒扣的啤酒杯，并发明这种环流非常羸弱，甚至形成了反环流（上图右）。气泡在这种情形下就不必定还那么执着的下沉了。
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