一口气吹起木块，到底是不是伯努利原理

这个玩具，你有没有玩过？拿不起的木块。游戏很简单，圆柱木块放在凹槽里，要求不动外面方块，把中间的圆木块取出来。

用手揪，揪，揪，扣，扣，扣，根本弄不出来，怎么办？

看看墙上这公式，流体力学里最经典的N-S方程。

所以，一口气把木块吹出来。

这个方法并不冷门，很多博主都演示过。但这么做的原理是什么呢？

网上最常见的是用伯努利原理这么解释的：吹气后，圆柱上表面的气体流速变大，流速变大则压强变小，上表面形成低压区，圆柱就被吸起来。这是一个非常典型的伯努利原理的误用。

我们用流体仿真软件AICFD简单模拟一下，用细管口代替人嘴，给个使足劲儿吹气的速度20m/s。

计算后结果显示，圆柱上表面的压力并没有变小，而是大于环境压力的。这就直接否定了上述解释。

那么真正的原因是什么，我想非理工生可能更容易用直觉感受到，通俗说，气儿从上沿斜坡流下，挤压缝隙里的空气，让缝隙里气体压力变大，就把木块顶起来了。

稍微不通俗点儿说，就是运动流体遇到阻碍，部分动压会转为静压。

这个情景中，气流第一次遇到阻碍是在顶部，所以顶部有个很小范围的高压区，然后气流改变运动方向沿斜坡向下。第二次遇到阻碍是到环形缝隙处，然后斜向上流出。

从速度云图可以看出，整个过程中缝隙里的空气近似静止，所以你可以想象缝隙顶部有一层看不见的隔膜，上方气流涌动，气体撞击隔膜，部分动压转为静压，压力变大，而隔膜下方风平浪静。

根据帕斯卡定律，不可压缩静止流体中任一点受外力产生压强增值后，此压强增值将瞬时传至流体各点。

整个木块底面将都受到这个高压，当其大于上面小范围的下压力与木块重力之和时，木块就会被顶起。

其实动静压之间的转换，就是伯努利原理的核心思想，所以这现象你说可以用伯努利原理解释也没错，

只不过不是因为流速变大，所以上面压强小；而是因为流速变小，所以下面压强大了。

至于你说上面空气流速大，为什么压强没有小，那是因为上面的速度是由于你吹气，你的肺做功给的，并不是静压转化来的，压强自然不会变小。以后你但凡看到吹气导致的空气流速变大，下面紧接着说所以根据伯努利原理压强就小的表述，几乎都是错的。

比如这么解释吹乒乓球的、吹纸的、吹袋子的、甚至吹沙子的。

回到这个木块，它设计的一个巧妙点，是圆木块凹下去一点，当然一方面是因为，不凹下去的话，用手就直接拿上来了，就没有这个puzzle了；

另一方面如果不凹下去的话，气沿着斜面从两侧直接流走了，会大大减弱流动气体对缝隙处的撞击，动压转静压就会减弱，底部压强也就没那么高，木块就没那么容易吹出来了。

软件仿真算了一下，中间木块抬高后，向上压力降低了近一个数量级。

事实证明也确实更难吹出来，当然永远都可以大力出奇迹。

本期就到这啦，下期见~拜拜