Оглавление
- 1 Вихревой
- 1.1 Определение вихря
- 1.2 Характеристики вихрей
- 1.3 Завихренность
- 1.4 Типы вихрей
- 1.5 Образование вихрей на границах
- 1.6 Геометрия вихря
- 1.7 Давление в вихре
- 1.8 Эволюция вихрей
- 1.9 Примеры вихрей
- 1.10 Ураган и вихревые системы
- 1.11 Вихревые устройства и технологии
- 1.12 Вихревые проекты и исследования
- 1.13 Завихренность и топологические особенности
- 1.14 Дополнительные ресурсы
- 1.15 Полный текст статьи:
- 2 Вихрь
Вихревой
-
Определение вихря
- Вихрь – это область в жидкости, где поток вращается вокруг осевой линии.
- Вихри образуются в перемешиваемых жидкостях и наблюдаются в виде дымовых колец, водоворотов и ветров.
- Вихри являются основным компонентом турбулентного потока.
-
Характеристики вихрей
- Скорость потока жидкости наибольшая вблизи оси вихря и уменьшается обратно пропорционально расстоянию от оси.
- В отсутствие внешних сил вязкое трение формирует безвращательные вихри.
- Вихри могут двигаться, растягиваться, закручиваться и взаимодействовать сложным образом.
-
Завихренность
- Завихренность – это вектор, описывающий локальное вращательное движение в жидкости.
- Направление завихренности определяется по правилу правой руки.
- Завихренность не следует путать с угловой скоростью жидкости относительно внешней среды.
-
Типы вихрей
- Вихри могут быть вращающимися или безвращательными.
- Вращающиеся вихри вращаются как твердое тело и требуют дополнительной силы для поддержания.
- Безвращательные вихри имеют нулевую завихренность за пределами ядра и требуют постоянной работы для поддержания.
-
Образование вихрей на границах
- Вихри могут образовываться при отрыве пограничного слоя.
- Толщина пограничного слоя пропорциональна скорости свободного потока жидкости.
- Вихри образуются при превышении критической толщины пограничного слоя.
-
Геометрия вихря
- Вихрь образуется на задней кромке крутого тела или при разбрызгивании жидкости.
- Линии тока и вихря образуют замкнутые контуры вокруг оси.
- Вихревые трубы расположены вокруг оси вращения.
-
Давление в вихре
- Динамическое давление в вихре минимально в центре и увеличивается по мере удаления от оси.
- В вихревом потоке жидкости давление пропорционально квадрату расстояния от оси.
- Свободная поверхность жидкости в вихре образует гиперболоид.
-
Эволюция вихрей
- Вихри могут двигаться и менять форму, образуя открытые закольцованные изгибы.
- Вихри могут переносить массу, энергию и импульс на значительные расстояния.
- Вихри притягиваются и сливаются, образуя единый вихрь.
-
Примеры вихрей
- Вихри в атмосфере Земли включают мезоциклоны, торнадо, ураганы и полярные вихри.
- Вихри на других планетах включают Большое красное пятно на Юпитере и полярные вихри Венеры.
- Вихри также встречаются в аккреционных дисках черных дыр и других массивных гравитационных источников.
-
Ураган и вихревые системы
- Ураган — быстро вращающаяся штормовая система
- Вихревая улица Кармана — повторяющийся узор из закрученных вихрей
- Неустойчивость Кельвина–Гельмгольца — явление механики жидкости и газа
- Квантовый вихрь — квантованная циркуляция потока физической величины
- Вихрь Ренкина — математическая формула для вязкой жидкости
- Эффект занавески для душа — физический эффект
- Число Струхаля — безразмерное число, описывающее колебательное течение
-
Вихревые устройства и технологии
- Вихревой двигатель — альтернатива высоким дымоходам
- Вихревая труба — устройство для разделения сжатого газа на горячий и холодный потоки
- Вихревой туннель — устройство для различных аттракционов
- Вихревой охладитель — устройство для разделения сжатого газа на горячий и холодный потоки
-
Вихревые проекты и исследования
- ВИХРЕВЫЕ проекты — полевые эксперименты по изучению торнадо
- Вихревой сброс — эффект колеблющегося потока при прохождении жидкости по тупому телу
- Вихревое растяжение — удлинение вихрей в трехмерном потоке жидкости
- Вихревые колебания — движения, вызываемые телами в потоке жидкости из-за вихрей
-
Завихренность и топологические особенности
- Завихренность — псевдовекторное поле, описывающее локальное вращение континуума
- Вихревая трубка — вращающийся аэрофон
- Червоточина — гипотетическая топологическая особенность пространства-времени
-
Дополнительные ресурсы
- Рекомендации
- Записи
- Другой
- Внешние ссылки
- Оптические вихри
- Видео столкновения двух водяных вихревых колец (MPEG)
- Глава 3. Вращательные потоки: циркуляция и турбулентность
- Лаборатория исследований вихревых течений (Массачусетский технологический институт) — изучает течения, встречающиеся в природе, и является частью Департамента океанологии