涡流力学仍然是流体动力学中的灰色地带。气团环流过程非常复杂，难以描述清楚。然而，有一些方法可以让我们了解这些现象的一些细节。特别是，众所周知，龙卷风会吸收大气中的热量。那些。热能转化为动能。这种现象非常有前途，因为它在某种程度上与热力学第二定律相矛盾，但这并不是唯一的一个。

我曾经谈到过拉瓦尔喷嘴。气体被供应到收缩室，然后进入膨胀室。在中心区域，可以使用涡轮实现声速，并且在喷嘴出口处速度变得更高。那些。我们得到超音速流动。问题是加速气体的能量从何而来。假设气体的内部热能转化为动能。气体膨胀，新的气流阻止它从后面通过，喷嘴壁阻止它从侧面通过。气体没有其他选择，只能从喷嘴直接向外膨胀。这导致其速度增加。这种过程的效率估计高达 70%，明显高于任何热机。

对于龙卷风，我们可以观察到类似的情况。当气体旋转时，根据伯努利定律，其静压会下降。但离心力却产生了，并且向外。我们可以假设大气将开始压缩气流，直到该气流的曲率半径变得使得离心力恰好等于气流中的压降。让我们想象一下涡流的形式，密度为 ρ，速度为 v，沿着半径为 r、高度为 h 的圆柱体移动。那么压降将等于：

离心力将等于：

反过来，离心力引起的压力可以使用以下公式计算：

事实证明，平均离心压力始终严格等于涡流上介质的平均压力。不会有压缩。假设是错误的吗？但我们要记住，我们的漩涡是环形的。然后我们同时有 2 个具有不同轴的漩涡，它们在某个点接触。

假设第二个涡流的流速为u，半径为R，则其中的压降和离心压力为：

但现在有一个有趣的情况。离心压力来自涡流中心。在两股气流的交汇点，离心力彼此相向，并压缩在涡流中循环的气体。此外，在这些流动的汇聚点，静压的下降将最大，因为此时流动的速度将最大。总压降为：

那些。即使在涡流壁外部存在与涡流每个分量的单独速度的平方成比例的压降，壁内的压降仍然会更大。我们将有另一种压缩涡流的机制。而这个机制实际上是被动的。压缩气体往往会膨胀，但除了所有这些气体移动到的一侧之外，所有一侧都会有障碍物。我们观察到与拉瓦尔喷管相同的条件。因此，气体的内能（热能）将转化为动能。现在这个过程已经有了一个完全清晰的机制。您甚至可以估计最密集地方的气体压缩极限。 为了给出上面的估计，我们只需将所有获得的压力相加，记住向心力等于静力下降：

实际记录的最强烈的龙卷风的特点是风速约为环境中声速的一半。对于墙壁本身，甚至还有关于超音速的假设，尽管我很难找到这种假设的理由。我们可以假设两个组件的龙卷风壁中气体质量的最大运动速度等于 0.4 声速。那么涡流壁中的残余压力将等于：

也就是说，这种情况下的压力比可以达到二十五。那么在这种条件下龙卷风墙的密度将是未受干扰空气密度的25倍。而且，一般来说，密度最终可以是任何东西。这一切都取决于流的速度。 上面的逻辑很粗暴，但却很现实。这似乎是互联网上第一个也是唯一一个对涡壁显着增厚的明确解释。