ボルテックス・リングは、自然界のいたるところにある流体力学の不思議な驚異です。 このトロイダル、またはドーナツ型の渦は、人間の心臓を流れる血液によって形成され、イルカや他の海洋哺乳類が娯楽のためにバブルリングの輪として排出し、さらには噴火する火山の火口から排出されることもあるのです。 これらの渦は、循環する流体が閉じた輪の周りを回転すること、つまり循環する流体の渦線が輪を形成していることから構成されている。 渦輪の形成は、エッジを尖らせたオリフィスから、周囲の静止流体に流体を噴出させることで行われる。 2つの流体間の粘性相互作用により、放出された流体は軸対称に巻き戻り、ドーナツ状の渦を形成し、渦の中心を循環してオリフィスに垂直な方向に並進します。 Ryan McKeown
右上：Vortex Ring Collisionと渦の芯の破壊のクローズアップ。 左下：渦輪衝突の3次元再構築。衝突の外輪に沿った空洞の帯が渦の芯。
二つの同じ渦輪の正面衝突はこれまで巨視的に調べられ、衝突によって複雑な流れ模様が生じることが示されてきましたが、そのダイナミクスはこれまで説明されてきませんでした。 2つの層流渦輪が正面衝突すると、まず2つの渦輪の中心が互いに接近し、衝突面に沿って放射状に膨張する。 しかし、初期レイノルズ数にもよりますが、渦の芯の大きさと同程度の距離になると、上図右のように二次渦輪に再結合するか、乱流雲に分解してしまうのです。 私は、このような渦の中心部の急速な近距離相互作用、特に高いレイノルズ数での相互作用を調べることに興味があり、有限時間でますます小さい長さスケールにエネルギーのカスケードを見せるようです。