Vortexringe er et fascinerende vidunder af væskedynamik, som er allestedsnærværende i naturen. Disse toroidale eller donutformede hvirvler dannes af blod, der flyder gennem det menneskelige hjerte, udstødes som bobleringe ringe af delfiner og andre havpattedyr for at more sig, og endda udstødes de fra kratere af vulkaner i udbrud. Disse hvirvler består af en cirkulerende væske, der roterer omkring et lukket kredsløb; det vil sige, at hvirvellinjerne i den cirkulerende væske danner en ring. Vortexringe dannes ved at udstøde en væskeslamme gennem en åbning med en skarp kant ind i en omgivende, stationær væske. De viskose vekselvirkninger mellem de to væsker bevirker, at den udskudte væske krøller sig akse-symmetrisk tilbage på sig selv og danner en donut-formet hvirvel, der cirkulerer omkring en hvirvelkerne og translaterer i den retning, der er normal til åbningen.
Til oplysning: Ryan McKeown
Overst til højre: Vortexringkollision og nærbillede af opdeling af vortexkerne. Nederst til venstre: 3D-rekonstruktion af vortexringkollision. det hule bånd langs den ydre ring af kollisionen er vortexkernen.
Den frontale kollision mellem to identiske vortexringe er tidligere blevet undersøgt makroskopisk, og det er blevet vist, at kollisionen frembringer et komplekst strømningsmønster; dynamikken i kollisionen er dog aldrig blevet forklaret. Når to laminære hvirvelringe støder frontalt sammen, udvider de sig først begge radialt langs kollisionsplanet, når deres kerner nærmer sig hinanden. Men når afstanden mellem kernerne bliver sammenlignelig med deres størrelse, afhængigt af det indledende Reynoldstal, bliver de enten genforbundet til sekundære hvirvelringe eller bryder sammen til en turbulent sky, som vist ovenfor til højre. Jeg er interesseret i at undersøge de hurtige, nære interaktioner mellem disse hvirvelkerner, især ved højere Reynoldstal, for de ser ud til at vise en kaskade af energi til stadig mindre længdeskalaer på en endelig tid.