逃离桑拿天，自制室内龙卷风为啥吹得这样稳？

夏日炎炎，果壳实验室为大家带来炫酷的解暑新方法—— 干冰“龙卷风 ” ！不仅能够让整个房间迅速通风，还能体验真正的舒适凉爽。

到底是谁？怎样制造了这场室内风暴的呢？

是不是觉得很厉害？其实，只要掌握了正确的姿势，你也能吹出螺旋龙卷风。

*该图片来自giphy capture

气象学认为，龙卷风本质上是 小范围的强对流气旋 。大气的不稳定性，产生了强烈的上升气流。

由于急流中， 最大过境气流 的影响，它被进一步的加强。垂直方向上的速度以及方向，均有切变的风相互作用，上升的气流在对流层的中部开始旋转，形成 中尺度气旋。

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随着中尺度气旋向地面发展并逐渐向上伸展，它本身会变细又会逐渐增强。同时，一个小面积的增强辐合，即初生的龙卷，在气旋内部形成，形成 龙卷核心 。

龙卷核心中的旋转与气旋中的不同，它的强度足以使龙卷一直伸展到地面，当发展的涡旋到达地面高度时，地面 气压急剧下降 ，地面 风速急剧上升 ，形成 龙卷风 。

其实，就像自然界中的龙卷风一样，室内龙卷风的形成首先需要 上升气流 。

将液态干冰倒入盛有热水的盆中，干冰受热蒸发並吸收大量的热，导致周围空气温度下降，空气中的水蒸气遇冷液化成 小水滴。

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同时，盆中的热水在冷却前，源源不绝地对液面表层空气进行加热，导致其温度上升，这样就形成了水面上的空气， 上冷下热 的情况。

空气温度高则密度小，密度小的气团会自然升腾，于是在下层升腾的热空气带动下，小水滴们也向上翻腾，形成 垂直的雾柱 。

但这样的雾柱，比如从烟囱中的升腾出的烟柱，并不具备“龙卷风”的特性，这时就需要“ 借东风 ”，即创造自然界中的 气流不稳定的对流层 ，便于干冰在上升时能够与对流层相遇，成功“旋转起来”。

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为了更直观的说明，果壳小伙伴做了一个多么（太）有（GEEK）难(了)度的实验，我们首先用计算机模拟了“ 水平流场 ”，利用非结构网格进行数值模拟在每条边的中间布置宽度为边长20%的风源，计算状态如下：

数值模拟效果见图2、图3，从图中可以看出按状态2进行调整，如果风源比较稳定，则可得到水平的旋转流场。悬浮在空气中的小水滴，受热水表面干冰气化形成的 垂直上升气流， 加上风源建立的 水平旋转流场 的作用，就得到了类似“龙卷风”旋转升腾的效果。

接着我们在实验室里用风扇代替状态2中的风向不同的风源，这次我们使用了 戴森无叶风扇AM07 。戴森无叶风扇与传统风扇的工作原理具有根本性的区别。

AM07 没有高速转动的扇叶 ，由底部的 数码马达 吸入空气，通过 涡轮增压器 与 喷气 式引擎 的结合技术，在环形孔中将气流加速，从而卷入和放大机器周围与后方的空气。

我们用基础干冰实验来对比传统风扇与戴森无叶风扇的风力对比。

在实验中，我们将计算机模拟的风源用戴森无叶风扇代替。

在启动相同档位的风时，就得到了 10个风向不同、风力相同的风源 ，形成实验室中的 水平流场 。

接着，这股气流上升，遇到“ 戴森水平流场 ”时，BOOM！龙卷风来啦！

大家仔细观察这股龙卷风，会发现它保持持续向上的状态。这是因为它的专利 Air AmplifierTM技术 带能够制造 平稳强劲的凉风 。而传统风扇的叶片转动时会切割空气，气流相对不稳定。

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除了气流强劲，戴森风扇无叶设计也能保证消费者的使用安全。另外，它和 马达壳减震设计 ，让人们使用风扇时不再受到噪音叨扰。

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