Unterschied zwischen einem "Quellendipol" und einem "Kraftdipol"

Ich weiß ziemlich gut, was ein Dipol ist und was allgemein Multipolmomente sind (z. B. im Zusammenhang mit der Elektrodynamik). Was mich verwirrt, ist etwas, das in der Fluiddynamik als "Kraftdipol" bezeichnet wird. Ich glaube, dass es dasselbe ist wie ein "Stresslet". Es gibt viele Artikel über Mikroorganismen bei niedrigen Reynolds-Zahlen, die über die Geschwindigkeitsfelder um "Kraftdipole" sprechen, und diese Felder sind immer unähnlich zu dem, was ich unter dem Feld um einen "Dipol" verstehe. Tatsächlich sieht das Feld für mich eher wie das eines reinen "Quadrupols" aus. Als Beispiel füge ich eine ausgeschnittene Figur aus dem Paper "Hydrodynamics of self-propulsion near a border: predictions and precision of far-field approximations" (SE Spagnolie und E. Lauga, , 105-147 (2012)). Für mich ist es nur das Feld in Teil (b), das hier als das eines "Quellendipols" bezeichnet wird, das wie ein Dipolfeld aussieht, nicht das in Teil (a). Ist dies nur eine Frage der Konvention, die Fluiddynamiker als "Kraftdipol" bezeichnen, was allgemein als Quadrupol bezeichnet wird? Jedes Licht, das auf die Angelegenheit geworfen wird, würde geschätzt.Felder um einen "Kraftdipol", einen "Quellendipol" und einen "Kraftquadrupol"

Antworten (1)

Ich habe kürzlich nach einer Debatte mit einem meiner Kollegen nach genau demselben Problem gesucht. Meines Erachtens haben Sie Ihre Frage bereits selbst beantwortet.

Ein Quellendipol ist das Strömungsfeld, das sich aus einer Senke und einer zusammengebrachten Quelle ergibt. In einer Senke zeigen alle Stromlinien radial nach innen zur Singularität am Ursprung, in einer Quelle zeigen alle radial nach außen. Hier haben Sie die Analogie zur Elektrodynamik. Sowohl Quellen- als auch Senkenfelder sind rotationsfreie Strömungen. Der Quellendipol ist die Lösung der Laplace-Gleichung.

Ein Kraftdipol hingegen ist das Strömungsfeld, das sich aus zwei nahen Punktkräften in entgegengesetzten Richtungen ergibt (Diese Strömungen sind nicht rotationsfrei und von besonderer Bedeutung in der Hydrodynamik von Bakteriensuspensionen, da kraftfreie Schwimmer mit Eigenantrieb möglicherweise keine Kräfte ausüben Monopole auf der Flüssigkeit). Punktkräfte werden durch Delta-Funktionen an einem Punkt im Raum in einer bestimmten Richtung modelliert. Die resultierenden Strömungsfelder sind Fundamentallösungen der Stokes-Gleichungen (Navier-Stokes-Gleichungen für verschwindende Reynolds-Zahl).

Quellen:

C. Pozridikis: Einführung in die theoretische und rechnergestützte Strömungsdynamik

M. Doi und SF Edwards: Die Theorie der Polymerdynamik

Hoffe ich konnte helfen und ich liege nicht falsch! =)

Hallo danke. Entschuldigung, ich habe nicht früher bemerkt, dass meine Frage beantwortet wurde, oder hätte Ihre Antwort früher akzeptiert. Es antwortet mir zufriedenstellend.
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