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  • 1 # 使用者9592155563258

    為了闡明渦量的物理意義,在M點鄰域內取一與Ω垂直的無限小圓,其半徑為a(圖1)。寫出聯絡速度環量和渦通量的斯托克斯公式,式中L和S分別是小圓的周界和麵積。 忽略高階小量並定義平均切向速度: 則可得由此可見,M點渦量的大小是流體微團繞該點旋轉的平均角速度的兩倍,方向與微團的瞬時轉動軸線重合。 一般說來,渦量是矢徑r和時間t的函式。即Ω=Ω(r,t),它組成一向量場,稱為渦量場。容易驗證渦量場滿足關係式▽·Ω=▽·(▽×v)=0,所以渦量場是無源管式場。若在整個流動區域中Ω=0,則稱此流體運動為無旋運動,否則稱為有旋運動。對粘性係數等於常數的可壓縮粘性流體,渦量滿足下列方程: 式中F、ρ、p和v分別為外力、流體的密度、壓力和運動粘性係數。Ω/2的物理意義是單位轉動慣量上的動量矩。式(1)表明,影響動量矩發生變化的因素有:①外力;②壓力梯度;③粘性應力;④流體的壓縮或膨脹;⑤渦線的拉伸、壓縮和扭曲。若流體是理想、正壓(見正壓流體)的,且外力有勢,則方程(1)變為亥姆霍茲方程: 在不可壓縮流體中,若渦量場Ω給定時,則速度場可由下式求出: 式中t為時間; ζ ,ξ ,η表為變動點的直角座標

  • 2 # 開心鬼7077

    渦量(vorticity)是一個描寫旋渦運動常用的物理量。流體速度的旋度rot V為流場的渦量。

    渦旋通常用渦量來量度其大小和方向,渦量定義為速度場旋度的一半。在流體中,只要有“渦量源”,就會產生渦旋。

    在描寫流體速度場時,曾經引入了流線、流面和流管的概念,它清楚地顯示出流體運動的速度特徵和流量通量特徵。與此相似,為了表徵流體在旋渦場中的旋渦流動,在旋渦場中也可以找出與速度場中流線、流面、流管對應的渦線、渦面和渦管來。

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