Die Isotropie- Definition in Wikipedia ist Einheitlichkeit in allen Orientierungen; es leitet sich von den griechischen isos (ἴσος, „gleich“) und tropos (τρόπος, „Weg“) ab. Genaue Definitionen hängen vom Fachgebiet ab. Ausnahmen oder Ungleichheiten werden häufig durch das Präfix an angezeigt, daher Anisotropie. Anisotropie wird auch verwendet, um Situationen zu beschreiben, in denen Eigenschaften abhängig von der Richtung systematisch variieren. Können Sie auf der Grundlage dieser Definition im Kontext der Strömungsmechanik die isotrope und anisotrope Fluidströmung definieren? Was ist der Unterschied zwischen ihnen?
Eine Strömung ist isotopisch, wenn die drei Hauptkomponenten des Dehnungstensors alle gleich sind. Dies entspräche einer rein volumetrischen Ausdehnung bzw. Verdichtung des Fluids.
Stellen Sie sich vor, Sie sitzen an einem Punkt in einem Flow und alles um Sie herum ist eingefroren. Du schaust nach vorne, dann nach links, dann nach rechts. Sieht die Strömung in beide Richtungen* gleich aus, ist sie isotrop.
Wenn Sie andererseits nach links schauen und es sich sehr von dem unterscheidet, was Sie sehen, wenn Sie nach vorne schauen, ist es anisotrop.
* Was bedeutet es, wenn ein Flow „gleich aussieht“? Es hängt davon ab. Aber für eine turbulente Strömung bedeutet dies normalerweise, dass sie im Raum die gleichen Statistiken hat, wenn Sie alle Punkte entlang der Richtung betrachten, in die Sie schauen.
Es ist manchmal offensichtlicher, wenn Sie darüber nachdenken, was nicht isotrop ist – stellen Sie sich vor, Sie stehen auf einer Kanalwand (innerhalb der Grenzschicht), während sich die Strömung an Ihnen vorbeibewegt. Wenn Sie parallel zur Wand schauen, ist es wahrscheinlich statistisch in allen Richtungen parallel zur Wand ähnlich. Aber wenn Sie nach oben schauen (normal zur Wand), ist es offensichtlich nicht dasselbe wie die parallelen Richtungen. Es gibt einen Geschwindigkeitsgradienten und eine große Änderung der Vorticity. In diesem Fall ist die Strömung anisotrop – Statistiken normal zur Wand sehen anders aus als parallel zur Wand.