【大澳门威尼斯人赌场官网2月7日讯】 小漏斗也藏有大学问。台湾物理学者通过两年多来的研究发现,当五颗粒状物在漏斗出口顶端串连成拱桥状时,就会发生堵塞,解开了漏斗堵塞机制的谜团。这项成果被国际著名物理期刊“物理评论”(PHYSICAL REVIEW LETTERS)列为今年一月最重要的研究发现。
据中国时报报导,使用漏斗盛装米粒或绿豆等颗粒状物质时,经常会在漏斗出口发生堵塞,一般人对这种现象都习以为常,从没想过要探究原因,并想办法解决。两年多前,中研院物理研究所研究员杜其永和中央大学物理系及复杂系统中心教授黎璧贤,与到台湾进行学术访问的韩国釜山大学教授朴赫圭偶然聊到这个有趣的问题后,三人决定利用实验方法,找出这个问题的理论依据。
黎璧贤表示,漏斗堵塞现象不仅会发生在食品、制药和营建工程等自动生产设备,包括机场行李输送带、工厂瓶罐填装输送,以及都会区道路交通堵塞,都与漏斗堵塞的物理机制有关。但科学家过去对这个问题不但缺乏概念上的理解,甚至从没做过定量实验研究。
为解开漏斗堵塞的物理机制,黎璧贤和杜其永、朴赫圭三人,在实验室利用高速摄影机拍摄漏斗堵塞的情形,精确量出漏斗出口宽度与堵塞发生机率高低的关系,也利用统计物理的方法提出科学理论解释。黎璧贤等人研究发现,当颗粒物在漏斗出口顶端出现五颗串联而成的拱桥时,漏斗就会开始堵塞。
杜其永指出,当漏斗出口宽度大于盛装颗粒的五倍大小时,就不太会发生堵塞。但当出口宽度小于盛装颗粒的两倍大小时,一定会发生堵塞。
漏斗的堵塞机率高低除与出口宽度有关,也与圆锥形的漏斗边缘倾斜角度大小有关。如出口宽度同样是三颗盛装颗粒大小时,倾斜十五度的漏斗堵塞机率约为四%,但倾斜角五十六度的漏斗堵塞机率则高达八四%;漏斗边缘与出口中心轴线形成的夹角越小,越不容易发生堵塞。
这项研究成果被国际物理学界认为,可以广泛应用在各种自动生产设备及交通运输工具,解决各种堵塞问题。但黎璧贤和杜其永强调,他们的研究目前仅能解决二度空间的堵塞现象,必须进一步完成三维的实验研究,方能普遍推广应用。
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