流速
編輯在連續介質力學中,流體動力學中的流速、統計力學中的宏觀速度或電磁學中的漂移速度,是一個矢量場,用于在數學上描述連續介質的運動。 流速矢量的長度就是流速,是一個標量,也叫速度場; 當沿著一條線進行評估時,它被稱為速度剖面(例如,壁定律)。
定義
編輯它給出了流體元素在位置 x {\displaystyle \mathbf {x} \,} 和時間 t 處的速度。
流速q為流速矢量的長度
使用
編輯流體的流速有效地描述了有關流體運動的一切。 流體的許多物理特性都可以用流速來進行數學表達。 一些常見的例子如下:
穩流
如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 不隨時間變化,則稱流體流動穩定。
不可壓縮流
如果流體不可壓縮,則 u {\displaystyle \mathbf {u} } 的散度為零:
也就是說,如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 是螺線管矢量場。
無旋流
如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 的旋度為零,
也就是說,如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 是一個無旋矢量場。
通過使用速度勢 Φ {\displaystyle \Phi ,} 其中 u = ? Φ ,單連通域中的無旋流可以描述為勢流。 {\displaystyle \mathbf {u} =\nabla \Phi .} 如果流動是無旋且不可壓縮的,則速度勢的拉普拉斯算子必須為零:Δ Φ = 0。
渦度
流的渦量 ω {\displaystyle \omega } 可以根據其流速定義為
ω = ? × u 。
如果渦度為零,則流動是無旋的。
速度勢
編輯如果無旋流占據單連通流體區域,則存在標量場 ? {\displaystyle \phi } 使得
u = ? ? 。
標量場 ? {\displaystyle \phi } 被稱為流動的速度勢。
體積速度
編輯在許多工程應用中,局部流速 u {\displaystyle \mathbf {u} } 向量場在每個點都不是已知的,xxx可獲得的速度是體積速度(或平均流速) U {\displaystyle U} 這是體積流量 V
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