Оглавление
- 1 Завихренность
- 1.1 Определение завихренности
- 1.2 Свойства завихренности
- 1.3 Примеры завихренности
- 1.4 Эволюция завихренности
- 1.5 Вихревые линии и трубы
- 1.6 Измерители завихренности
- 1.7 Применение в конкретных науках
- 1.8 Потенциальная завихренность
- 1.9 Уравнение баротропной завихренности
- 1.10 Спиральность
- 1.11 Дополнительные понятия
- 1.12 Динамика жидкости
- 1.13 Науки об атмосфере
- 1.14 Рекомендации
- 1.15 Полный текст статьи:
- 2 Завихренность
Завихренность
-
Определение завихренности
- Завихренность описывает локальное вращательное движение сплошной среды.
- Математически завихренность определяется как искривление скорости потока.
- В двумерном потоке завихренность перпендикулярна плоскости потока.
-
Свойства завихренности
- Завихренность является соленоидальным полем.
- В трехмерном потоке завихренность связана с циркуляцией потока.
- Завихренность связана с антисимметричным тензором второго порядка.
-
Примеры завихренности
- В сплошной массе, вращающейся подобно твердому телу, завихренность в два раза превышает вектор угловой скорости.
- Завихренность может быть отличной от нуля при сдвиге скорости потока.
- Поток может иметь нулевую завихренность при криволинейных траекториях частиц.
-
Эволюция завихренности
- Эволюция поля завихренности описывается уравнением завихренности.
- В реальных потоках завихренность можно смоделировать с помощью дискретных вихрей.
- Вязкость вызывает диффузию завихренности.
-
Вихревые линии и трубы
- Вихревая линия проходит по касательной к локальному вектору завихренности.
- Вихревая труба образована всеми вихревыми линиями, проходящими через замкнутую кривую.
- “Сила” вихревой трубы постоянна во времени в невязкой жидкости.
-
Измерители завихренности
- Лопастной измеритель завихренности был изобретен А. Йа. Миловичем.
- Измерители завихренности используются в учебных фильмах по механике сплошной среды.
-
Применение в конкретных науках
- В аэродинамике завихренность используется для определения подъемной силы крыла.
- В науках об атмосфере завихренность используется для описания циклонического и антициклонического вращения.
-
Потенциальная завихренность
- Абсолютная завихренность воздушной массы изменяется при вертикальном растяжении или сжатии.
- Потенциальная завихренность сохраняется при адиабатическом течении.
- Потенциальная завихренность полезна для индикации воздушных масс в атмосфере.
-
Уравнение баротропной завихренности
- Используется для прогнозирования движения волн Россби.
- Применяется в первых успешных программах численного прогнозирования погоды.
- В современных моделях прогнозирования погоды завихренность является прогнозируемой переменной.
-
Спиральность
- Спиральность H(t) определяется как интеграл завихренности по заданному объему.
- Важна для прогнозирования суперячеек и торнадо.
-
Дополнительные понятия
- Парадокс д’Аламбера
- Энстрофия
- Палинстрофия
- Потенциал скорости
- Вихревой
- Вихревая труба
- Растягивание вихря
- Подковообразный вихрь
- Вихри на концах крыльев
-
Динамика жидкости
- Закон Био–Савара
- Циркуляция
- Уравнения завихренности
- Теорема Кутты–Жуковского
-
Науки об атмосфере
- Прогностическое уравнение
- Карл-Густав Россби
- Ганс Эртель
-
Рекомендации
- Библиография
- Внешние ссылки