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\ begingroup美元

飓风过后,我连续看了一个月的天气频道。其中一位气象学家警告人们不要开车驶入洪水,他说水流以每小时6英里的速度移动,其威力相当于EF5级龙卷风。

他们是怎么算出来的?

\ endgroup美元
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  • \ begingroup美元 这是你们可以在流体动力学中学习的东西;较重且速度较慢的流体确实类似于较轻且速度较快的流体的效果(在需要描述设置的无量纲数字时是准确的)。 \ endgroup美元
    - - - - - -Communisty
    2017年9月22日7:40
  • \ begingroup美元 另请参阅www.hoelymoley.com/questions/12339/..。wx.graphics /热带engineeringtoolbox.com/hydropower-d_1359.html也可能有帮助(这类似于大坝如何从流动的水中发电) \ endgroup美元
    - - - - - -user967
    2017年9月22日14:46
  • \ begingroup美元 这就是人们在洪水中总是低估的:一立方米的水有一吨重!如果不是流体,它会摧毁一切。对泥来说更糟。 \ endgroup美元
    - - - - - -Jan Doggen
    2017年9月27日7:53
  • \ begingroup美元 在这里是来自美国国家气象局的一张关于水的作用的图表,尽管它没有与龙卷风进行任何比较。 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    2017年10月8日19:36

2答案2

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\ begingroup美元
  • 运动流体(气体或液体)在单位面积上施加的力正比于它的密度$D$和速度$V^2$的平方。
  • 运动流体(气体或液体)单位面积的功率正比于它的密度$D$和速度$V^3$的立方。

水的密度大约是空气的800倍。
所以水以$(\frac{1}{800})^{1/2}$或大约$\frac{1}{28}$的速度移动,与空气在单位面积上施加的力相同,
水以$(\frac{1}{800})^{1/3}$或大约$\frac{1}{9}$的速度移动,与空气在单位面积上传递相同的功率相同。

换句话说,空气的移动速度必须是水的800^{1/2}美元或约28美元,才能在单位面积上产生相同的力,空气的移动速度必须是水的800^{1/3}美元或约9美元,才能在单位面积上产生相同的力。

因此,以每小时6美元的速度移动的水在单位面积上施加的力与以每小时170美元的速度移动的空气(每小时170美元的风)相同,并在单位面积上提供与以每小时55美元的速度移动的空气(每小时55美元的风)相同的功率。

因此,与EF4(不是EF5)龙卷风相比,不是6英里/小时的水的威力,而是力量。
每小时6美元的水的威力相当于每小时55英里的大风。

\ endgroup美元
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  • \ begingroup美元 谢谢你!虽然我不擅长数学和科学方程,但我仍然理解你的答案。现在我知道他们是如何确定山洪的威力能与龙卷风相媲美的了。 \ endgroup美元 2017年9月27日21:17
  • \ begingroup美元 你的欢迎!我很高兴能帮上忙。 \ endgroup美元
    - - - - - -杰克Denur
    2017年10月1日22:05
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\ begingroup美元

除了杰克发布的答案,还有一个浮力必须被考虑在内。

在剪切力的作用下,六英寸的水会把你冲走。实际上,可能发生的情况与跳入浅水滑水道一样——可能头部受伤,可能溺水,同时被冲走。同样的6英寸也会淹没你的车

一英尺的水,即使是死水,也会让你的车浮起来。如果水流湍急,我猜想它甚至会把你的车卷走,甚至把它冲走。

EF2级龙卷风的风速为111-135英里/小时,可以将汽车掀离地面,但可能不会被抛出。EF3级龙卷风,风速在136-165英里/小时之间,可以掀翻汽车。

很少有人愚蠢到开车进入龙卷风(龙卷风拦截器是个例外——他们有适当的设备)。洪水就不一样了。我见过有人在暴风雨中开车穿过不安全的水域,结果他们的车在路中间抛锚了。

\ endgroup美元
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  • 1
    \ begingroup美元 考虑一个物体A在空气中的密度是水的N倍(N > 1),另一个物体B的大小和形状与物体A相同,但密度是水的N + 1倍,就可以得到流体流动速度的影响。B物体的额外密度抵消了浮力效应,从而实现了仅流体流动速度的效应。 \ endgroup美元
    - - - - - -杰克Denur
    2017年9月26日23:24

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