Что заставляет воду в этом фонтане менять направление?

Это, вероятно, вызвано кольцеобразным вихрем воздуха (похожим на «дымовое кольцо») под слоем воды, который приводится в движение скоростью воды. Этот вихревой поток создает более низкое давление воздуха на внутренней стороне падающего водяного слоя, который всасывает его внутрь.

Называется «водяной колокол». Он создается балансом инерции и поверхностного натяжения (наряду с гравитацией). См. эту ссылку для получения более подробной информации или эту для более тщательного анализа.

Да, этот эффект исходит из гидродинамики. Материалом эффекта является сжатый воздух, который циркулирует под водой. При низкой скорости воздух не оказывает большого воздействия. По мере увеличения скорости воздух стремится заполнить область низкого давления в нижнем сегменте потока, создавая более плотную петлю. Эта петля всасывает воду, закрывая ее, а также защищая от смешивания с наружным воздухом.

Попытаюсь объяснить, как я себе это представлял... это природное подводное крыло в гидродинамическом действии.

При малых разрядах ($Q= A\, v$) что означает малую радиальную скорость струи водяной пузырь свисает вниз как пуля низкой скорости вылетевшая из ствола пушки но падающая в самой непосредственной близости, первый рис.

По мере падения пленки есть лишний$v_2= \sqrt {2 g h }$скорость вносится из-за ускорения падения под действием силы тяжести, что в сумме приводит к более высокой скорости потока$v$, как на втором рис.

По (соответствующему) закону Бернулли в гидродинамике более высокая скорость означает вакуум вдоль линии тока (как на верхней поверхности аэродинамического профиля.. здесь это водяная фольга) существует небольшая кавитация из-за вакуума, и относительно более высокое давление внутри раздувает пленку. вне. Вы можете заметить, как пластиковый лист, разложенный поверх разгоняющегося внедорожника на шоссе, сдувается в меньший радиус. Такой же перепад давления действует на пленку воды уменьшенной толщины.

Если вы нарисуете тороидальный меридиан возрастающей кривизны , он должен изогнуться из-за достаточно высокой скорости линии тока, как показано на преувеличенном рисунке спирали Корню, кривизна которой пропорциональна (квадрату) длины линии тока на подводных крыльях; чем выше комбинированная скорость из-за свободного падения, тем выше кривизна пленки.

Внутренняя тяга очевидна в последней части поперечного сечения контура.

Из-за постоянной адгезионной силы/поверхностного натяжения происходит отделение капель после прохождения небольшого радиального расстояния.