Na cinemática fluida, não consigo entender o significado desses termos: vorticidade e circulação.
Alguém pode me dar uma descrição desses termos para que um leigo possa entendê-los facilmente?
fluid-mechanics
M.Tarun
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Respostas:
Existem tipos fundamentais de movimento (ou deformação) para um elemento fluido: translação, rotação, tensão linear e tensão de cisalhamento. Normalmente, todos esses tipos de movimento ocorrem simultaneamente, o que dificulta a análise da dinâmica de fluidos.
Pode-se expressar matematicamente a taxa de vetor de conversão pelo vetor de velocidade :V→
Quando se trata de expressar a taxa de rotação de um elemento fluido, torna-se bastante desafiador. Por quê? porque um elemento fluido se traduz e se deforma à medida que gira, imagine um elemento fluido inicialmente retangular que começa a girar enquanto cada linha do retangular possui uma velocidade angular diferente da outra. Você pode verificar o livro de White para obter a derivação completa, mas podemos expressar o vetor de rotação por enquanto, da seguinte maneira:ω→
Colocando-o simplesmente como metade da curvatura do vetor de velocidade (apenas uma manipulação matemática, sem medo):
Agora, vamos definir um vetor chamado vetor de vorticidade, que é o dobro da velocidade angular (acabamos de nos livrar do bobo ) e podemos chamá-lo :12 ξ
Ok, chega de matemática. O que isso significa?
Para um ponto arbitrário em um campo de fluxo:
O fluxo de A para B é rotacional (tem voriticidade) enquanto o fluxo de A para C é irrotacional (não tem vorticidade).
Você pode encontrar muitos exemplos de fluxos rotacionais, como em regiões de esteira atrás de corpos contundentes e fluindo através de turbomáquinas.
De acordo com esta palestra :
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