Vorticity

Vorticitet er et matematisk begreb, der anvendes inden for væskedynamik. Det kan relateres til mængden af "cirkulation" eller "rotation" (eller mere strengt taget den lokale vinkelrotationshastighed) i en væske.

Den gennemsnitlige vorticitet i et lille område af en væskestrømning er lig med cirkulationen Γ {\displaystyle \Gamma } {\displaystyle \Gamma }omkring grænsen af det lille område, divideret med det lille områdes areal A.

ω a v = Γ A {\displaystyle \omega _{av}={\frac {\Gamma }{A}}} {\displaystyle \omega _{av}={\frac {\Gamma }{A}}}

Begrebsmæssigt er vorticiteten i et punkt i en væske grænsen, når arealet af det lille område af væsken nærmer sig nul i punktet:

ω = d Γ Γ d A {\displaystyle \omega ={\frac {d\Gamma }{dA}}} {\displaystyle \omega ={\frac {d\Gamma }{dA}}}

Matematisk set er vorticiteten i et punkt en vektor og er defineret som krøllet af hastigheden:

ω → = → × v → . {\displaystyle {\vec {\omega }}={\vec {\nabla }}\times {\vec {v}}}. } {\displaystyle {\vec {\omega }}={\vec {\nabla }}\times {\vec {v}}.}

En af de grundlæggende antagelser i antagelsen om potentiel strømning er, at vorticiteten ω {\displaystyle \omega }{\displaystyle \omega } er nul næsten overalt, undtagen i et grænselag eller i en strømflade, der umiddelbart afgrænser et grænselag.

Da en hvirvel er et område med koncentreret vorticitet, kan hvirvelstyrken, der ikke er nul i disse specifikke områder, modelleres med hvirvler.

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er vorticity?


A: Vorticitet er et matematisk begreb, der anvendes i væskedynamik, og som vedrører mængden af "cirkulation" eller "rotation" (eller mere strengt taget den lokale vinkelrotationshastighed) i en væske.

Spørgsmål: Hvordan beregnes vorticitet?


Svar: Den gennemsnitlige vorticitet i et lille område af en væskestrømning er lig med cirkulationen omkring grænsen af det lille område, divideret med det lille områdes areal A. Matematisk set kan den også defineres som krøllet af hastigheden i et punkt.

Spørgsmål: Er der nogen grundlæggende antagelse i forbindelse med vorticitet?


A: Ja, en af grundantagelserne for antagelsen om potentiel strømning er, at vorticiteten er nul næsten overalt, undtagen i et grænselag eller på en strømflade, der umiddelbart afgrænser et grænselag.

Spørgsmål: Hvad sker der, når der er områder med vorticitet, der ikke er nul?


Svar: Disse regioner kan modelleres med hvirvler, fordi de er regioner med koncentreret vorticitet.

Spørgsmål: Hvad repræsenterer Γ?


Svar: Γ repræsenterer cirkulationen omkring et lille område.

Spørgsmål: Hvad repræsenterer ω?


Svar: ω repræsenterer den gennemsnitlige vorticitet i et lille område og repræsenterer også vektor og krølle af hastigheden i et punkt.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3