如果你从瓶子里倒水，液体流通常会采用链状结构。 一个多世纪以来，这个奇怪现象背后的物理学一直被激烈争论，但现在这个谜团可能已经被科学家所做的实验解开了 安托万·德布莱，阿姆斯特丹大学的 Daniel Bonn 和 Daniel Jordan 以及巴黎萨克莱大学的 Neil Ribe。
当液体射流从非圆形喷嘴滴下时，它会形成一波宽阔、扁平且间隔均匀的液体部分，这些液体部分以 90° 交替定向。 这些部分被更细的液体链分开——使结构类似于链条（见图）。
效果的核心是射流出现时的非圆柱形轮廓。 为了最小化表面张力，射流试图变成圆柱体，但这种运动过度并导致轮廓形状振荡。
然而，在描述这些振荡如何发生的两种理论之间存在长期分歧。 瑞利勋爵于 1879 年提出了一种理论，然后在 1909 年由尼尔斯·玻尔对其进行了修改。瑞利的理论将振荡描述为线性效应，而玻尔的理论引入了非线性效应，随着振幅的增加而降低振荡的频率。
玻尔胜出
到目前为止，还没有实验可以确定这些理论中的哪一个提供了更准确的描述。 为了解决这个问题，Deblais 的团队设计了一系列具有不同尺寸和偏心率的 12 个椭圆形喷嘴。 然后他们测量了当他们以不同的流速通过喷嘴倒水时形成的链结构的频率和振幅。 虽然他们观察到的模式与瑞利的预测略有不同，但它们更符合玻尔的理论。
在水面上发现的隐藏图案
根据他们的结果，Deblais 和他的同事构建了液体链振荡的数值模拟——再次发现与玻尔的预测非常吻合。 他们的结果还有助于解释为什么每次喷射的表面在他们的实验中都变得凹陷——这是日常水射流的另一个有趣特征。 该团队现在希望扩展实验和模拟，以考虑水以外的液体，以及形状更复杂的喷嘴。
现在已经建立了一个基本理论，未来的实验可以为从椭圆形喷嘴喷射液体的各种应用提供有用的见解，包括喷墨打印和冶金。 进一步的研究还可能导致提高燃烧效率、抑制噪音或改进对推进器的控制的新技术。 在其他地方，这些发现可以帮助研究人员更好地了解某些医学问题（包括泌尿系统疾病）的出现和可能的治疗方法。
该研究描述于 物理评论流体.
