19.2
Bei der zweidimensionalen inkompressiblen Strömung gibt es horizontale und vertikale Geschwindigkeitskomponenten.
Die Kontinuitätsgleichung stellt die Massenerhaltung sicher, indem sie verlangt, dass die Summe der Änderungsraten dieser Komponenten Null ist, was bedeutet, dass der Nettozufluss und -abfluss in jeder Region ausgeglichen sind.
Um diese Bedingung zu erfüllen, wird die Stream-Funktion eingeführt.
Die horizontale Geschwindigkeit ist die partielle Ableitung der Strömungsfunktion in Bezug auf die vertikale Richtung, während die vertikale Geschwindigkeit die negative partielle Ableitung in Bezug auf die horizontale Richtung ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Massenkonservierung automatisch aufrechterhalten wird.
Ein wesentliches Merkmal der Strömungsfunktion besteht darin, dass sie entlang der Stromlinien, die die Wege von Fluidpartikeln darstellen und tangential zu den Geschwindigkeiten im Strömungsfeld sind, konstant bleibt.
Stromlinien, oft als Höhenlinien dargestellt, ermöglichen eine intuitive Interpretation des flüssigen Verhaltens.
Die Strömungsfunktion vereinfacht die Berechnung von Fluidbewegungen. Die Differenz der Stromfunktionswerte zwischen zwei Stromlinien stellt den Volumenstrom zwischen ihnen dar.
Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Geschwindigkeitskomponenten separat zu lösen, was es zu einem effizienten Werkzeug für die Analyse zweidimensionaler Strömungen macht.
Bei zweidimensionalen inkompressiblen Flüssigkeitsströmen ist die Kontinuitätsgleichung für die Erhaltung der Masse unerlässlich, was bedeutet, dass j…
Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.