渦の伸び

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レオナルド・ダ・ヴィンチによる乱流流体運動における渦の研究

流体力学ではの伸長は、角運動量の保存による、伸長方向の渦度の成分の対応する増加に関連する、3次元の流体の流れにおけるの延長です。[1]

渦度ストレッチは、渦度方程式の特定の項に関連付けられています。たとえば、非圧縮性非粘性流での渦度輸送は、

ここで、D/Dt物質微分です。右側のソース項は、渦伸縮項です。渦度を増幅します速度がに平行な方向に発散しているとき

粘性流における渦の伸長の簡単な例は、バーガース渦によって提供されます。

渦の伸長は、乱流の大規模から小規模への乱流エネルギーカスケードの記述の中核です。一般に、乱流では、流体要素は平均して圧搾よりも長くなります。結局、これは、渦を絞るよりも多くの渦を伸ばすことになります。圧縮性流れの場合(流体要素の体積保存による)、延長とは、伸長方向に垂直な方向に流体要素を薄くすることを意味します。これにより、関連する渦度の半径方向の長さのスケールが減少します。最後に、コルモゴロフマイクロスケールのオーダーの小さなスケールでは、乱流運動エネルギー分子粘度の作用により熱に放散されます。[2] [3]

メモ

  1. ^ Tennekes&Lumley(1972)pp。83–84。
  2. ^ Chorin(2005)、pp。91–111。
  3. ^ Tennekes&Lumley(1972)pp。75–92。

参考文献

  • Chorin、AJ(1994)、Vorticity and turbulence(2nd ed。)、Springer、ISBN 0-387-94197-5
  • Tennekes、H .; Lumley、JL(1972)、マサチューセッツ州ケンブリッジの乱流の最初のコース:MIT Press、ISBN 0-262-20019-8