อ่าน 3 นาที
ความเร็วการไหล
ใน กลศาสตร์ต่อเนื่อง ความเร็ว การไหล ใน พลศาสตร์ของไหล หรือ ความเร็วระดับมหภาค [ 1 ] [ 2 ] ใน กลศาสตร์สถิติ หรือ ความเร็วลอยตัว ใน แม่เหล็กไฟฟ้า คือ สนามเวกเตอร์...
ความเร็วการไหล
ในกลศาสตร์ต่อเนื่องความเร็วการไหลในพลศาสตร์ของไหลหรือความเร็วระดับมหภาค[ 1 ] [ 2 ]ในกลศาสตร์สถิติหรือความเร็วลอยตัวในแม่เหล็กไฟฟ้าคือสนามเวกเตอร์ที่ใช้ในการอธิบายการเคลื่อนที่ของต่อเนื่อง ทางคณิตศาสตร์ ความยาวของเวกเตอร์ความเร็วการไหลเป็นสเกลาร์ ซึ่งก็คือ ความเร็ว การไหล เรียกอีกอย่างว่าสนามความเร็วเมื่อประเมินตามแนวเส้นตรงจะเรียกว่าโปรไฟล์ความเร็ว (เช่น ในกฎของผนัง )
คำนิยาม
ความเร็วการไหลuของของเหลวเป็นสนามเวกเตอร์
ซึ่งให้ค่าความเร็วของอนุภาคของไหลณ ตำแหน่งและเวลาหนึ่งๆ
ความเร็วการไหลqคือความยาวของเวกเตอร์ความเร็วการไหล[ 3 ]
และเป็นฟิลด์สเกลาร์
การใช้งาน
ความเร็วการไหลของของเหลวสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างของของเหลวสามารถแสดงออกมาในรูปของความเร็วการไหลได้ ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปมีดังต่อไปนี้:
การไหลคงที่
การไหลของของเหลวจะคงที่หากไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา นั่นคือ ถ้า
การไหลที่ไม่สามารถอัดได้
ถ้าของเหลวไม่สามารถอัดได้ค่าไดเวอร์เจนซ์ของจะเป็นศูนย์:
นั่นคือ ถ้าเป็นสนามเวกเตอร์โซเลนอยด์
การไหลแบบไร้การหมุน
การไหลจะเรียกว่าการไหลไร้การหมุนหากค่าเคิร์ลของ การไหล เป็นศูนย์:
นั่นคือ ถ้าเป็นสนามเวกเตอร์ที่ไม่หมุน
การไหลในโดเมนที่เชื่อมต่ออย่างง่ายซึ่งไม่มีการหมุน สามารถอธิบายได้ว่าเป็นการไหลแบบศักย์โดยใช้ศักย์ความเร็ว หากการไหลนั้นไม่มีการหมุนและไม่สามารถอัดได้ลาปลาเซียนของศักย์ความเร็วจะต้องเป็นศูนย์
การหมุนวน
ความหมุนวน (vorticity ) ของการไหลสามารถกำหนดได้ในแง่ของความเร็วการไหลโดย
ถ้าค่าความหมุนเป็นศูนย์ การไหลนั้นจะเป็นการไหลแบบไร้การหมุน
ศักยภาพความเร็ว
ถ้าการไหลแบบไร้การหมุนเกิดขึ้นใน บริเวณของไหล ที่เชื่อมต่อกันอย่างง่ายจะมีสนามสเกลาร์ อยู่สนามหนึ่ง ซึ่งทำให้
สนามสเกลาร์นี้เรียกว่าศักย์ความเร็วสำหรับการไหล (ดูสนามเวกเตอร์ไร้การหมุน )
ความเร็วโดยรวม
ในงานวิศวกรรมหลายๆ ด้าน นั้น ไม่ทราบค่าเวกเตอร์ความเร็วการไหลเฉพาะ จุดในทุกจุด และความเร็วที่เข้าถึงได้เพียงอย่างเดียวคือ ความเร็วโดยรวมหรือความเร็วการไหลเฉลี่ย (ซึ่งมีมิติเป็นความยาวต่อเวลาตามปกติ) โดยนิยามว่าเป็นผลหารระหว่างอัตราการไหลเชิงปริมาตร (ซึ่งมีมิติเป็นความยาวกำลังสามต่อเวลา) และพื้นที่หน้าตัด(ซึ่งมีมิติเป็นความยาวกำลังสอง):
- .
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความเร็วการไหล
ใน กลศาสตร์ต่อเนื่อง ความเร็ว การไหล ใน พลศาสตร์ของไหล หรือ ความเร็วระดับมหภาค [ 1 ] [ 2 ] ใน กลศาสตร์สถิติ หรือ ความเร็วลอยตัว ใน แม่เหล็กไฟฟ้า คือ สนามเวกเตอร์...
คำนิยาม
ความเร็วการไหล u ของของเหลวเป็นสนามเวกเตอร์
การใช้งาน
ความเร็วการไหลของของเหลวสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างของของเหลวสามารถแสดงออกมาในรูปของความเร็วการไหลได้ ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปมีดังต่อไปนี้:
การไหลคงที่
การไหลของของเหลวจะ คงที่ หากไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา นั่นคือ ถ้า คุณ {\displaystyle \mathbf {u} }