Vortex (hydrodynamiikka)

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 19. elokuuta 2020 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Vortex

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Pyörre on eräänlainen jatkuva väliainevirtaus.

Se on erityinen virtaus, jossa virtaus pyörii kuvitteellisen akselin ympäri, joko suorana tai kaarevana. Tällaista liikettä kutsutaan pyörteeksi.

Pyörreliikkeet ovat yleisiä nesteissä, kaasumaisissa väliaineissa ja plasmassa - savurenkaat, jokien pyörteet, joita aiheuttavat esimerkiksi airot soudessa, erikoisvoimakkaat tuulet - tornadot ja tornadot jne. Pyörteet muodostavat lentäviä lentokoneita, ohikulkevia autoja, pyörteitä laskeutuu Tuulen puhaltamat rakennukset, pyörteet synnyttävät planeettojen ilmakehässä tunnuspiirteitä, kuten Jupiterin suuren punaisen pisteen , jättiläisen kuusikulmio Saturnuksen navalla . Valtameren kiertokulku edustaa myös pyörteiden järjestelmää. Ilmakehän yleinen kierto ei ole mitään muuta kuin itseorganisoitunut kiertosolujen järjestelmä - pyörteet pysty- ja vaakatasossa. Ja aurinkokunta ja spiraaligalaksit ovat kaikki pyörteitä.

Pyörteet ovat turbulenttisen virtauksen pääkomponentti . Ulkoisten voimien ja termisen epähomogeenisuuden puuttuessa nesteen viskoosi kitka yleensä sammuttaa pyörteet ajan myötä.

Pyörteessä virtausnopeus on suurin lähellä pyörteen akselia ja pienenee käänteisesti suhteessa etäisyyteen siitä. Pyörre ( nopeusroottori ) on erittäin korkea akselia ympäröivällä alueella ja lähes nolla muualla pyörteessä; kun paine laskee jyrkästi lähestyessään akselia. Kun pyörteet ovat muodostuneet, ne voivat liikkua ja olla vuorovaikutuksessa monimutkaisissa suhteissa. Liikkuva pyörre kuljettaa jonkin verran energiaa ja massaa. Kiinteässä pyörteessä virtaviivat ovat kiinni. Liikkuvissa tai kehittyvissä pyörteissä virtaviivat pyrkivät muodostamaan spiraaleja.

Matemaattinen malli

Pyörteisyys antaa pyörteen liikkeen kvantitatiiviset ominaisuudet : - roottori $\operaattorinnimi {rot} \mathbf {V} =[\nabla ,\mathbf {V} ]=\left|{\begin{matrix}\mathbf {e} _{x}&\mathbf {e} _ {y}&\mathbf {e} _{z}\\{\frac {\partial }{\partial x))&{\frac {\partial }{\partial y))&{\frac {\partial } {\partial z}}\\V_{x}&V_{y}&V_{z}\\\end{matrix}}\right|$

Jäykkä kuin liike: pyörteitä kaikkialla

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

Eristetty pyörre: pyörteet vain keskellä, ei muita virtauskentän pisteitä

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

Katso myös

Kirjallisuus

Villa G. Pyörteiden teoria. Käännös ranskasta. M.-L.: ONTI, 1936. - 251 s.
Batchelor J. , Moffat G., Saffman F. et ai., Modern fluid dynamics. Onnistumisia ja ongelmia: Per. englannista. 1984.- 504 s.