Vortex (hidrodinamika)

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. augusztus 19-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Örvény

Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az örvény a folyamatos közegáramlás egy fajtája.

Ez egy speciális áramlás, amelyben az áramlás egy képzeletbeli tengely körül forog, egyenesen vagy ívesen. Ezt a fajta mozgást örvénynek nevezik.

Az örvénymozgások széles körben elterjedtek folyadékokban, gáznemű közegekben és plazmában - füstgyűrűk, folyók örvényei, például evezős evezők, különleges erős szelek - tornádók és tornádók stb. szélfútta épületek, örvények a bolygó légkörének jellegzetes vonásait idézik elő, mint például a Jupiter Nagy Vörös Foltja , a Szaturnusz pólusán lévő óriási hatszög . Az óceán keringése is örvényrendszert mutat. A légkör általános keringése nem más, mint keringési sejtek önszerveződő rendszere - örvények a függőleges és vízszintes síkban. A Naprendszer és a spirálgalaxisok pedig mind örvények.

Az örvények a turbulens áramlás fő összetevői . Külső erők és termikus inhomogenitás hiányában a folyadékban a viszkózus súrlódás általában idővel kioltja az örvényeket.

Az örvényben az áramlási sebesség az örvénytengely közelében a legnagyobb, és az attól való távolsággal fordított arányban csökken. Az örvényesség ( sebességű rotor ) nagyon magas a tengelyt körülvevő tartományban, és majdnem nulla az örvény többi részében; miközben a nyomás a tengelyhez közeledve meredeken csökken. Miután kialakultak, az örvények mozoghatnak és kölcsönhatásba léphetnek bonyolult kapcsolatokban. Egy mozgó örvény hordoz némi energiát és tömeget. Álló örvényben az áramvonalak zártak. A mozgó vagy fejlődő örvényekben az áramvonalak hajlamosak spirálokat képezni.

Matematikai modell

Az örvényesség megadja az örvénymozgás mennyiségi jellemzőit : - rotor $\operatorname {rot} \mathbf {V} =[\nabla ,\mathbf {V} ]=\left|{\begin{mátrix}\mathbf {e} _{x}&\mathbf {e} _ {y}&\mathbf {e} _{z}\\{\frac {\partial }{\partial x))&{\frac {\partial }{\partial y))&{\frac {\partial } {\partial z}}\\V_{x}&V_{y}&V_{z}\\\end{mátrix}}\jobbra|$

Merev mozgás: örvénylés mindenütt

{\vec {\omega }}_{vorticity}={\frac {v_{\theta }}{r}}+{\frac {dv_{\theta }}{dr}}=2{\vec {\omega }}_{ang.velocity}

Izolált örvény: örvénylés csak a középpontban, az áramlási mező többi pontja nincs

{\vec {\omega }}_{vorticity}={\frac {v_{\theta }}{r}}+{\frac {dv_{\theta }}{dr}}=0

Lásd még

Irodalom

Villa G. Az örvények elmélete. Fordítás francia nyelvről. M.-L.: ONTI, 1936. - 251 p.
Batchelor J. , Moffat G., Saffman F. és munkatársai: Modern fluid dynamics. Sikerek és problémák: Per. angolról. 1984.- 504 p.