蠟燭的煙為什麼是螺旋上升而不是直線上升？

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請用convection相關的物理知識進行解答

蠟燭的煙實際上是含有大量微粒的氣流。空氣經過蠟燭/香煙頭加熱，變成熱空氣。熱空氣會上升，速度越來越快。在上升的初始階段，速度比較小時，煙氣流的內部和外部的流速是基本相同的，這樣的氣流被稱為層流(Laminar flow)，上升一段時間之後，氣流速度更快，而外部先冷卻下來，內外部的氣流速度不再保持相同，於是層流轉化為紊流(Turbulent flow). 整個狀態的轉換是非線性的，也就是說，在某一個高度，層流會突然轉換為紊流，而不是逐漸的轉換。氣流各部分的運動方向和速度變得隨機（並不是螺旋上升）。

類似的，飛行中的機翼，上部後方會有一定範圍的紊流。

當機翼的迎角(Attack Angle)增加，紊流的範圍會逐漸增加。

直到氣流在機翼前緣就出現紊流：

此時機翼上下表明的氣流被徹底分開，不再在機翼尾部會合。這會使機翼的升力大大降低，造成飛機失速。由於層流到紊流的轉換是非線性的，所以失速是非常突然的。

目前並沒有一個完美的模型來描述層流到紊流的變化，一般的研究方法是風洞，或者使用計算流體力學，採用多種經驗公式進行趨近模擬。

雖然不是很專業，依然怒答，排第一的答案竟然上了日報還成了標題黨。。。
先說樓主的問題，1，煙上升之後不是變成了螺旋狀上升，應該是無規則上升。2，convection應該是想說對流？其實跟對流關係也不大。這是個湍流問題，湍流也叫紊流，因為穩和紊同音，我習慣用湍流，英文turbulence。
當大家都認為科學的未解之謎都在加速器和宇宙里的時候，實際上在你家的水管里，茶杯里，你手中的裊裊香煙里，流體的湍流問題實際上也是個讓人類弄不清楚的世紀懸案。
人類雖然不明白湍流的全部物理故事，但並不妨礙人類使用它，就像在核聚變和天體物理搞清楚之前，我們已經曬了很久太陽了。
回到這支煙上來。排第一的答案提到了層流和湍流的轉換問題。這正是氣流形態改變的原因。工程師雷諾很早發現了這個現象，他用一個數定義了流體運動的某種狀態:流體運動的特徵長度x流體運動速度/流體的運動粘性。這樣算下來正好消去了所有的單位，成為一個數字，稱為雷諾數。
雷諾數越大，流體運動越不穩定。可以這樣理解，很多同學在一個教室里運動，教室越大，同學間距離越大，玩的越嗨，教室里的運動就越無規則混亂。經驗認為，當雷諾數在2000左右時會突然從層流變化到湍流。如果你計算一下煙氣的上升速度，煙氣的直徑，會發現基本上就是會跨越這個區域，我們也就會看到煙變亂了。
多說幾句。
1,煙和氣流。其實我們看到的是濃度比較高的pm？？的顆粒隨著氣流的運動，沒有氣流煙不動，沒有煙，氣流也看不見。流體工程師根據這個原理製造了顆粒追蹤測速儀。
2，更大的煙如果煙頭更大，速度更快你根本看不見層流的狀態，比方說電廠冷卻塔的大煙囪。
3，為什麼會有湍流？為什麼突然變成了湍流？現在科學家們有了一些模型，但不見得準確描述了物理世界。在學習電場的時候，我們學習了高斯公式。其本質是電場線不會憑空消滅，一定從一個源（正電荷，水龍頭）出發，彙集到一個匯（負電荷）。這種守恆也存在於流體的運動。但僅憑這一個方程是無法預測全部過程的，還需要運動方程來描述從。ns方程就是一個最常用的動量方程但問題是這個方程關於粘性的項中不僅包含速度梯度，還包含速度，成了個非線性方程，導致系統的演化過程非常難預測。有多複雜呢？非線性方程通常是混沌的，就是蝴蝶效應啦。但是複雜不代表完全不了預測，天氣也是複雜系統，但是我仍然可以進行長期的大概統計性的預測，比如今年冬天會比較冷，之類的。所以看到的煙氣是盤旋的時刻變化不可預測的，但是你知道它不會直接飄到對面的人的臉上去。我想這也就是標題中說的更精彩吧。
4，湍流的危害與作用
在層流中，每個流層中的流體流動平行，層間交換少，而湍流正相反。因此需要流體攪混的時候湍流就有優勢，例如熱量交換的時候。而不需要的氣候就有劣勢例如用管道輸送流體，層間的交換會拖慢管道中心快速流動的流體導致輸送效率降低。

額貌似關於旋轉的方向會不會還有地轉偏向力？
比如水池放水底部形成的漩渦也會因為地轉偏向力南北半球不同