Inelele de vortex sunt o minune intrigantă a dinamicii fluidelor, omniprezentă în natură. Aceste vârtejuri toroidale, sau în formă de gogoașă, sunt formate de sângele care curge prin inima umană, expulzate sub formă de inele cu bule de către delfini și alte mamifere marine pentru a se amuza, și chiar ejectate din craterele vulcanilor în erupție. Aceste vortexuri constau dintr-un fluid în circulație care se rotește în jurul unei bucle închise, adică liniile de vortex ale fluidului în circulație formează un inel. Inelele de vârtejuri se formează prin ejectarea unei cantități de fluid printr-un orificiu cu o margine ascuțită într-un fluid staționar din mediul ambiant. Interacțiunile vâscoase dintre cele două fluide fac ca fluidul ejectat să se încolăcească pe el însuși în mod asimetric, formând un vortex în formă de gogoașă care circulă în jurul unui miez de vortex și se deplasează în direcția normală la orificiu.
Pentru informații: Ryan McKeown
Dreapta sus: Coliziune cu un inel de vortex și prim-plan al descompunerii nucleului de vortex. Jos, în stânga: Reconstrucție 3D a coliziunii inelului vortex. banda goală de-a lungul inelului exterior al coliziunii este nucleul vortexului.
Coliziunea frontală dintre două inele vortex identice a fost anterior examinată macroscopic și s-a demonstrat că ciocnirea produce un model complex de curgere; cu toate acestea, dinamica coliziunii nu a fost niciodată explicată. Atunci când două inele vortex laminare se ciocnesc frontal, ambele se extind mai întâi radial de-a lungul planului de coliziune pe măsură ce nucleele lor se apropie unul de celălalt. Cu toate acestea, atunci când distanța dintre nuclee devine comparabilă cu dimensiunea lor, în funcție de numărul Reynolds inițial, acestea fie se reconectează în inele vortexice secundare, fie se descompun într-un nor turbulent, așa cum se arată mai sus în dreapta. Sunt interesat să examinez interacțiunile rapide și la distanță mică ale acestor nuclee de vortex, în special la numere Reynolds mai mari, deoarece acestea par să prezinte o cascadă de energie la scări de lungime din ce în ce mai mici în timp finit.
.