流速

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在连续介质力学中,流体动力学中的流速、统计力学中的宏观速度或电磁学中的漂移速度,是一个矢量场,用于在数学上描述连续介质的运动。流速矢量的长度就是流速,是一个标量,也叫速度场;当沿着一条线进行评估时,它被称为速度剖面(例如,壁定律)。 它给出了流体元素在位置x{\\displaystyle\\mathbf{x}\\,}和时间t处的速度。 流速q为流速矢量的长度 流体的流速有效地描述了有关流体运动的一...

流速

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连续介质力学中,流体动力学中的流速统计力学中的宏观速度电磁学中的漂移速度,是一个矢量场,用于在数学上描述连续介质的运动。 流速矢量的长度就是流速,是一个标量,也叫速度场; 当沿着一条线进行评估时,它被称为速度剖面(例如,壁定律)。

定义

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它给出了流体元素在位置 x {\displaystyle \mathbf {x} \,} 和时间 t 处的速度。

流速q为流速矢量的长度

使用

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流体的流速有效地描述了有关流体运动的一切。 流体的许多物理特性都可以用流速来进行数学表达。 一些常见的例子如下:

稳流

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如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 不随时间变化,则称流体流动稳定。

不可压缩流

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如果流体不可压缩,则 u {\displaystyle \mathbf {u} } 的散度为零:

也就是说,如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 是螺线管矢量场。

无旋流

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如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 的旋度为零,

也就是说,如果 u {\displaystyle \mathbf {u} } 是一个无旋矢量场。

通过使用速度势 Φ {\displaystyle \Phi ,} 其中 u = ∇ Φ ,单连通域中的无旋流可以描述为势流。 {\displaystyle \mathbf {u} =\nabla \Phi .} 如果流动是无旋且不可压缩的,则速度势的拉普拉斯算子必须为零:Δ Φ = 0。

涡度

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流的涡量 ω {\displaystyle \omega } 可以根据其流速定义为

ω = ∇ × u 。

如果涡度为零,则流动是无旋的。

速度势

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如果无旋流占据单连通流体区域,则存在标量场 ϕ {\displaystyle \phi } 使得

u = ∇ ϕ 。

标量场 ϕ {\displaystyle \phi } 被称为流动的速度势。 流速

体积速度

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在许多工程应用中,局部流速 u {\displaystyle \mathbf {u} } 向量场在每个点都不是已知的,xxx可获得的速度是体积速度(或平均流速) U {\displaystyle U} 这是体积流量 V

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词条目录
  1. 流速
  2. 定义
  3. 使用
  4. 稳流
  5. 不可压缩流
  6. 无旋流
  7. 涡度
  8. 速度势
  9. 体积速度

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