Завихренность

Зави́хрeнность (технический термин принято писать через «е», а не «ё», и с ударением на второй слог) — свойство движения жидкости или газа, при котором в среде существуют «вихри» — вращающиеся элементы объёма. Количественной мерой завихрeнности служит ротор скорости $\omega =\mathrm{rot}v$; ω называют псевдовектором вихря или просто завихрeнностью. Движение с ненулевой завихрeнностью называется вихревым движением, в отличие от потенциального — безвихревого движения.

В вязкой жидкости происходит выравнивание — диффузия локализированных завихрeнностей, причём роль коэффициента диффузии играет кинематическая вязкость жидкости $\nu$. Эволюция завихрeнности вязкой несжимаемой жидкости определяется уравнением

$\frac{\mathrm{d}\omega }{\mathrm{d}t}=(\omega \mathrm{\nabla })u+\nu {▽}^2\omega$.

Завихрeнность связана с функцией тока через оператор Лапласа: $\omega =\mathrm{△}\varphi$

Многоспиральный вихрь (Swirl)

Вихрь из k радиально симметрично расположенных спиралей описывается уравнением

$f(r,\theta )=\sin (n\cdot \cos r-k\theta )$

где $r$ и $\theta$ — соответственно полярные радиус и угол; k =0, 1, …, n-1. В Swirl показаны многоспиральные вихри для n =6.

См. также

• Вихрь
• Уравнение вихря

Литература

• Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. 6 изд., ч.1. — М., 1963 г.;
• Седов Л. И. Механика сплошной среды, т.1-2, 4 изд. — М., 1983-84;
• Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости, пер. с англ. — М., 1973