參宿四和湍流

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參宿四和湍流之间的区别

參宿四 vs. 湍流

参宿四（Betelgeuse），也就是拜耳命名法中著名的獵戶座α（α Orionis或α Ori），是全天第九亮星，也是獵戶座第二亮星，只比鄰近的参宿七（獵戶座β）暗淡一點。它有著明顯紅色的半規則變星，視星等在0.2至1.2等之間變化著，是變光幅度最大的一等星。這顆恆星標示著冬季大三角的頂點和冬季六邊形的中心。 在分類上，参宿四是一顆紅超巨星，並且是已知最大和最亮的恆星之一。如果它位於太陽系的中心，它的表面會超越小行星帶，並可能抵達並超越木星的軌道，完全地席捲掉水星、金星、地球和火星。但是，在上個世紀對参宿四的距離估計從180光年至1,300光年不等，因此對其直徑、光度和質量的估計是很難被證實的。目前認為参宿四的距離大約是640光年，平均的絕對星等是-6.05。 而事实上，有关参宿四的质量始终有争议，有的资料显示它的质量不过太阳的14至15倍，但也有的资料认为它的质量达到太阳的18至19倍甚至20倍的，而这种质量的不确定性，正是由于测量距离的不确定性造成的。 在1920年，参宿四是第一顆被測出角直徑的恆星（除太陽之外）。從此以後，研究人員不斷使用不同的技術參數和望遠鏡測量這顆巨星的大小，而且經常產生衝突的結果。目前估計這顆恆星的視直徑在0.043～0.056角秒，作為一個移動的目標，参宿四似乎周期性的改變它的形狀。由於周邊昏暗、光度變化（變星脈動理論）、和角直徑隨著波長改變，這顆恆星仍然充滿了令人費解的謎。参宿四有一些複雜的、不對稱的包層，引起巨大的質量流失，涉及從表面向外排出的龐大冠羽狀氣體，使事情變得更為複雜。甚至有證據指出在它的氣體包層內有伴星環繞著，可能加劇了這顆恆星古怪的行為。 天文學家認為参宿四的年齡只有1,000萬年，但是因為質量大而演化得很快。它被認為是來自獵戶座OB1星協的奔逃星，還包含在獵戶腰帶的参宿一、参宿二、和参宿三等0和B型晚期恆星的集團。以現行恆星演化的晚期階段，預料参宿四在未來的數百萬年將爆炸成為II型超新星，並變成一顆中子星。. 湍流（turbulence），也稱為紊流（大陆地区的旧称），是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为--、扰流或紊流。 这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。 流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。临界雷诺数与流场的参考尺寸有密切关系。一般管道流雷诺数Re＜2100为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝2100～4000为过渡状态。 在管路设计中，湍流比层流需要更高的泵输出功率。而在热交换器或者反应器设计中，湍流反而有利于热传递或者充分混合。 有效地描述湍流的性质，至今仍然是物理学中的一个重大难题。.