Exemple de vortex

• 24
  Dec

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Les Vortices sont une partie importante du flux turbulent. Pour un vortex irrotationnel, la circulation est nulle le long d`un contour fermé qui n`enferme pas l`axe du vortex; et a une valeur fixe, Γ, pour tous les contours qui entourent l`axe une fois. Conceptuellement, la vorticité pourrait être observée en plaçant une petite boule rugueuse au point en question, libre de se déplacer avec le fluide, et en observant comment il tourne autour de son centre. Le flux turbulent fait de nombreux tourbillons. Plus de livres de texte mal? D`autre part, deux tourbillons parallèles avec des circulations opposées (comme les deux tourbillons de l`aile d`un avion) tendent à rester séparés. Plus précisément, la vorticité est la circulation par unité de surface à un point dans le champ d`écoulement. Dans ce cas, les lignes et les lignes de chemin d`accès ne sont pas des courbes fermées, mais des spirales ou des hélices, respectivement. Ces petits tourbillons fusionnent pour former un Vortex à pointe unique, moins d`un accord d`aile en aval de ce bord. Imaginez une feuille flottant dans un vortex libre. Si l`énergie n`est jamais enlevée, elle se composerait d`un mouvement circulaire pour toujours.

Par définition, la vorticité est également présente dans la rotation uniforme parce que la vitesse d`écoulement sur les bords est plus grande que dans le centre. Dans un vortex forcé, le fluide tourne essentiellement comme un corps solide (il n`y a pas de cisaillement). Aussi longtemps que les effets de la viscosité et de la diffusion sont négligeables, le fluide dans un vortex en mouvement est transporté avec lui. La forme formée par la surface libre est appelée hyperboloïde, ou «corne de Gabriel» (par Evangelista Torricelli). Des preuves de superfluidité ont également été trouvées dans les gaz atomiques froids. Dans un flux Vortex irrotationnel avec une densité de fluide constante et une symétrie cylindrique, la pression dynamique varie comme P ∞ − K/R2, où P ∞ est la pression limitante infiniment loin de l`axe. Il ya une classe spéciale de fluides qui sont appelés superfluides. Les superfluides ont la propriété qu`ils peuvent circuler à travers des canaux étroits sans viscosité. J`ai donc regardé dans le livre de texte par Curry que j`utilise pour notre classe de mécanique de fluide diplômé.

Les Vortices se forment dans des fluides agités, et peuvent être observés dans des anneaux de fumée, des tourbillons dans le sillage d`un bateau, et les vents entourant un cyclone tropical, une tornade ou un démon de la poussière. En l`absence de forces extérieures, le frottement visqueux dans le fluide tend à organiser le flux dans une collection de tourbillons irrotationnels, éventuellement superposés à des débits plus larges, y compris les tourbillons à plus grande échelle. On s`appelle le vortex libre (irrotationnel), et l`autre est le vortex forcé (rotatoire). La force de traînée s`oppose à la rotation de la feuille lorsqu`elle se déplace autour du cercle. Après une certaine lenteur initiale, l`eau commence à tourner uniformément avec le verre. Le mouvement peut être réalisé en plaçant un plat de fluide sur une platine tournante à ω radians/sec; le fluide a une vorticité de 2 ω partout, et la surface libre (si elle est présente) est une parabole. Par exemple, une aile d`avion qui se développe ascenseur créera une feuille de petits tourbillons à son bord de fuite. Dans la plupart des tourbillons, la vitesse d`écoulement du fluide est plus grande à côté de son axe et diminue en proportion inverse de la distance par rapport à l`axe. Il y avait la même erreur, que j`avais répété sans critique à mes élèves. Par exemple, un démon de poussière est une colonne de poussière ramassée par le noyau d`un vortex d`air attaché au sol.

La direction du vecteur de vorticité est définie comme la direction de l`axe de rotation de cette boule imaginaire (selon la règle de droite) tandis que sa longueur est deux fois la vitesse angulaire de la boule. Ce fluide peut être incurvé ou droit. La composante tangentielle de la vitesse des particules est alors u θ = Γ 2 π r {displaystyle U_ {Theta} = {tfrac {Gamma} {2 pi r}}}. Dans la dynamique du fluide, un vortex est fluide qui tourne autour de la ligne de l`axe. La rotation tourne en rond. Dans la physique atmosphérique, un méovortex est le terme utilisé pour un vortex sur l`échelle de quelques milles, qui est, plus petit qu`un ouragan mais plus grand qu`une tornade. Dans les sciences atmosphériques, la vorticité est une propriété qui caractérise la rotation à grande échelle des masses d`air.