Fisika · Glosarium

Apa itu Vortisitas?

Definisi 2.12 Fisika Universitas — Tahun 2 · Bab 2 — Kinematika Fluida

Yang disebut vortisitas sebuah aliran adalah medan vektor

ω=curlv,curlA=(AzyAyz,  AxzAzx,  AyxAxy).\vect\omega = \operatorname{\vect{curl}}\vect v , \qquad \operatorname{\vect{curl}}\vect A = \Bigl(\frac{\partial A_z}{\partial y} - \frac{\partial A_y}{\partial z},\; \frac{\partial A_x}{\partial z} - \frac{\partial A_z} {\partial x},\; \frac{\partial A_y}{\partial x} - \frac{\partial A_x}{\partial y}\Bigr) .

Sebuah aliran bersifat irotasional di tempat ω=0\vect\omega = \vect 0.

Contoh

Contoh 2.15 (Tiga aliran bidang)

(i) Aliran stagnasi v=k(x,y)\vect v = k(x, -y): divv=0\operatorname{div}\vect v = 0, ω=0\vect\omega = \vect 0, φ=12k(x2y2)\varphi = \tfrac12k(x^2 - y^2); garis arusnya xy=xy = tetap, hiperbola — pancaran yang menumbuk dinding, di dekat sumbunya. (ii) Vorteks titik v=Γ2πreθ\vect v = \dfrac{\Gamma}{2\pi r}\vect e_\theta (koordinat kutub bidang): tak termampatkan dan irotasional di mana-mana kecuali di r=0r = 0, φ=Γθ/2π\varphi = \Gamma\theta/2\pi (bernilai banyak), dan sirkulasinya pada lingkaran mana pun mengelilingi pusatnya adalah Γ\Gamma — vortisitasnya terpusat pada sumbunya. (iii) Vorteks Rankine: sebuah inti r<ar < a dalam rotasi tegar vθ=Ωrv_\theta = \Omega r (vortisitas 2Ω2\Omega) yang disambung dengan vorteks titik vθ=Ωa2/rv_\theta = \Omega a^2/r di luarnya: model sebuah puting beliung, pusaran air di bak mandi atau olakan di belakang pilar jembatan — kecepatannya memuncak di tepi intinya.

Baca dalam konteks →