Wirbelstärke
Vorticity ist ein mathematisches Konzept, das in der Fluiddynamik verwendet wird. Sie kann sich auf den Betrag der "Zirkulation" oder "Rotation" (oder strenggenommen auf die lokale Winkelgeschwindigkeit der Rotation) in einer Flüssigkeit beziehen.
Die durchschnittliche Vorticity in einer kleinen Region der Flüssigkeitsströmung entspricht der Zirkulation Γ {\displaystyle \Gamma } 
um die Grenze der kleinen Region, geteilt durch die Fläche A der kleinen Region.
ω a v = Γ A {\displaystyle \omega _{av}={\frac {\Gamma }{A}}}} 
Fiktiv ist die Wirbelstärke an einem Punkt in einer Flüssigkeit die Grenze, wenn sich die Fläche des kleinen Flüssigkeitsbereichs an diesem Punkt dem Nullpunkt nähert:
ω = d Γ d A {\displaystyle \omega ={\frac {\Gamma }{d\Gamma }{dA}}} 
Mathematisch gesehen ist die Wirbelstärke an einem Punkt ein Vektor und ist definiert als die Kräuselung der Geschwindigkeit:
ω → = ∇ → × v → . {\displaystyle {\vec {\omega }}={\vec {\nabla }}\mal {\vec {v}}}. } 
Eine der Grundannahmen der Potentialflussannahme ist, dass die Vorticity ω {\displaystyle \omega }
fast überall null ist, außer in einer Grenzschicht oder einer Stromoberfläche, die unmittelbar an eine Grenzschicht grenzt.
Da ein Wirbel eine Region mit konzentrierter Wirbelstärke ist, kann die Nicht-Null-Wirbelstärke in diesen spezifischen Regionen mit Wirbeln modelliert werden.
Fragen und Antworten
F: Was ist Wirbelstärke?
A: Die Wirbelstärke ist ein mathematisches Konzept, das in der Fluiddynamik verwendet wird und sich auf das Ausmaß der "Zirkulation" oder "Rotation" (oder genauer gesagt, die lokale Winkelgeschwindigkeit der Rotation) in einem Fluid bezieht.
F: Wie wird die Wirbelstärke berechnet?
A: Die durchschnittliche Wirbelstärke in einer kleinen Region der Flüssigkeitsströmung ist gleich der Zirkulation um die Grenze der kleinen Region, geteilt durch die Fläche A der kleinen Region. Mathematisch gesehen kann sie auch als die Krümmung der Geschwindigkeit an einem Punkt definiert werden.
F: Gibt es eine Grundannahme in Bezug auf die Wirbelstärke?
A: Ja, eine der Grundannahmen der potentiellen Strömung ist, dass die Wirbelstärke fast überall gleich Null ist, außer in einer Grenzschicht oder an der Strömungsoberfläche, die eine Grenzschicht unmittelbar begrenzt.
F: Was geschieht, wenn es Regionen mit einer von Null abweichenden Wirbelstärke gibt?
A: Diese Regionen können mit Wirbeln modelliert werden, da es sich um Regionen mit konzentrierter Wirbelstärke handelt.
F: Was bedeutet Γ?
A: Γ steht für die Zirkulation um eine kleine Region.
F: Wofür steht ω?
A: ω steht für die durchschnittliche Wirbelstärke in einer kleinen Region und repräsentiert außerdem den Vektor und die Krümmung der Geschwindigkeit in einem Punkt.
