Stromlinien, Strichlinien und Bahnlinien

Stellen Sie sich vor, Wasser fließt stetig durch ein gekrümmtes Rohr. Die Strömungsrichtung im Inneren des Rohres kann mit Hilfe von Stromlinien visualisiert werden.

Eine Stromlinie stellt einen Pfad dar, der an jedem Punkt immer tangential zur Geschwindigkeit des Fluids verläuft.

Wenn sich ein Fluidpartikel entlang der Stromlinie bewegt, wird seine Geschwindigkeit an einem beliebigen Punkt entlang des Pfades der Stromlinie gerichtet. Diese Geschwindigkeitsausrichtung stellt sicher, dass das Partikel zu jedem Zeitpunkt der durch die Stromlinie definierten Strömungsrichtung folgt.

Wenn ein Farbstoff an einem festen Punkt in dasselbe Rohr injiziert wird, fließen die Farbstoffpartikel durch diesen Punkt und verfolgen kontinuierlich die Flüssigkeitspartikel, die diesen Punkt passieren.

Diese Spur bildet eine Streifenlinie, die anzeigt, wo sich Partikel, die einen bestimmten Punkt passiert haben, zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden.

Eine Pfadlinie zeigt den tatsächlichen Weg, den ein einzelnes Fluidpartikel im Laufe der Zeit nimmt.

Stellen Sie sich ein Blatt vor, das entlang eines Flusses schwimmt und seinem einzigartigen Weg folgt. Der Weg, den das Blatt nimmt, wenn es sich flussabwärts bewegt, stellt eine Pfadlinie dar.

Im stetigen Fluss richten sich Pfadlinien an Stromlinien und Schlieren aus. Bei instationären Strömungen unterscheiden sich die Pfadlinien jedoch, da jedes Teilchen seinem dynamischen Weg folgt.