Tekst źródłowy strony Wirowość

'''Wirowość''' – pojęcie używane w [[Dynamika płynów|dynamice płynów]]. W najprostszym rozumieniu, wirowość mierzy skłonność [[Cząstka próbna|cząstek płynu]] do zmiany orientacji w przestrzeni „skręcania”.

Wirowość w fizyce jest określana przez [[Cyrkulacja|cyrkulację]] i [[Rotacja|rotację]] (a dokładniej, lokalnego kąta rotacji) w płynie<ref name=Clancy7.11>Clancy, L.J., ''Aerodynamics'', Section 7.11.</ref>.

Średnia wirowość <math>\omega_{av}</math> w małym obszarze przepływu płynu jest równa [[Cyrkulacja|cyrkulacji]] <math>\Gamma</math> po obwodzie małego obszaru, podzielonym przez jego pole A<ref name=Clancy7.11 />.
: <math>\omega_{av} = \frac{\Gamma}{A}.</math>

Wirowość w punkcie jest [[Granica (matematyka)|granicą]] przy polu badanego obszaru dążącym do 0<ref name=Clancy7.11 />:
: <math>\omega = \frac{d\Gamma}{dA}.</math>

Matematycznie wirowość jest [[Pole wektorowe|polem wektorowym]] i jest zdefiniowana jako [[rotacja]] pola prędkości:
: <math>\vec{\omega} = \vec{\nabla} \times \vec{v}.</math>

== Dynamika płynów ==
W [[dynamika płynów|dynamice płynów]], ''wirowość'' jest zdefiniowana jako [[rotacja]] pola [[prędkość|prędkości]] płynu. Można również traktować ją jako [[Cyrkulacja|cyrkulację]] na jednostkę pola w pewnym punkcie przepływu [[płyn]]u. Jest to wielkość [[wektor]]owa, której kierunek jest zgodny z osią obrotu płynu. Dla przepływu dwuwymiarowego wektor wirowości jest prostopadły do płaszczyzny.

Dla płynów o lokalnie „sztywnej rotacji” dookoła osi (tzn. poruszających się jak obracający się walec), wirowość wynosi dwukrotność [[Prędkość kątowa|prędkości kątowej]] elementu płynu. Pole bezwirowe nie ma wirowości, chociaż, co nie jest intuicyjne, pole bezwirowe może mieć niezerową prędkość kątową (np. płyn obracający się dookoła osi ze swoją [[Styczna|styczną]] prędkością odwrotnie proporcjonalną do odległości od [[Oś obrotu|osi obrotu]] ma zerową wirowość).

Pewnym sposobem na zwizualizowanie sobie wirowości jest wyobrażenie pewnej małej części płynu jako stałego fragmentu i usunięcie reszty. Jeśli ta nowa stała cząstka będzie się obracać, a nie tylko płynąć wzdłuż przepływu, to przepływ ma niezerową wirowość.

{| border="0"
|-
| style="text-align:center;" colspan=3| Przykłady przepływu z wirowością:
|-
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 01 a-m.gif]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 03 a-m.gif]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 02 a-m.gif]]
|-
| style="text-align:center;"| Obrót bryły sztywnej jako wir<br />'''''v''''' ∝ '''''r'''''
| style="text-align:center;"| Przepływ równoległy ze ścinaniem
| style="text-align:center;"| Wir potencjalny<br />'''''v''''' ∝ 1/'''''r'''''
|-
| style="text-align:center;" colspan=3| Gdzie '''''v''''' prędkość przepływu, '''''r''''' odległość od środka obrotu.<br /><br />Bezwzględne prędkości zaznaczonych punktów:
|-
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 01 b.png]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 03 b.png]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 02 b.png]]
|-
| style="text-align:center;" colspan=3| Prędkości (powiększone) względem zaznaczonego punktu:
|-
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 01 c.png]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 03 c.png]]
| valign="top"| [[Plik:Vorticity Figure 02 c.png]]
|-
| style="text-align:center;"| Wirowość ≠ 0
| style="text-align:center;"| Wirowość ≠ 0
| style="text-align:center;"| Wirowość = 0
|}

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

{{Kontrola autorytatywna}}

[[Kategoria:Mechanika płynów]]