Mit der Stromfunktion können wir einen zweidimensionalen (also ebenen), reibungsfreien, drehungsfreien, freien Linienwirbel in Zylinderkoordinaten beschreiben , Geschwindigkeitspotential , tangentiale Geschwindigkeitskomponente , und Radialgeschwindigkeitskomponente , Wo ist eine Konstante. Die Bewegung senkrecht aufeinander stehender Linien in einem Fluidelement ist gegeben durch
Wo ist die Rate der Winkelverformung des Winkels zwischen den Linien. Da die Strömung rotationsfrei ist,
Diese Phys.SE-Frage ist verwandt, beantwortet aber nicht meine Frage: Wann ist ein Strömungswirbel frei?
In einem freien Wirbel gibt es eine Winkelverformung, genau die gleiche Menge, die benötigt wird, um die Drehung des Partikels um das Zentrum auszugleichen.
So,
Das ist der Gesamtbetrag der Verformung der Achsen in einem Zyklus, dh es ist die Verwirbelung des Teilchens, da sich das System im stationären Zustand befindet. Aber das wissen wir ist definiert als die doppelte Drehung des Teilchens um seine Achse , also ist die Gesamtrotation die der Revolution eines Zyklus von entgegenwirkt . Denken Sie daran, dass die Verformung vom Rahmen des Partikels aus gesehen wird, aber für den Rahmen der gesamten Strömung handelt es sich um eine Rotationsströmung, da es auch eine Drehung um die Mittelachse gibt.
darthbith