Lignes de courant, lignes de traînées et lignes de trajectoire

Considérez que l’eau s’écoule régulièrement dans un tuyau incurvé. La direction de l’écoulement à l’intérieur du tuyau peut être visualisée à l’aide de lignes de courant.

Une ligne droite représente un chemin toujours tangent à la vitesse du fluide en chaque point.

Lorsqu’une particule fluide se déplace le long de la ligne de courant, sa vitesse en tout point est dirigée le long de la trajectoire de la ligne de courant. Cet alignement de vitesse garantit que la particule suit à tout moment la direction d’écoulement définie par le courant.

Lorsqu’un colorant est injecté dans le même tuyau en un point fixe, les particules de colorant s’écoulent et suivent continuellement les particules de fluide passant par ce point.

Cette trace forme une traînée, qui indique où se trouvent à tout moment les particules qui sont passées par un point particulier.

Une ligne de trajectoire indique la trajectoire réelle qu’une seule particule de fluide emprunte au fil du temps.

Considérez une feuille flottant le long d’une rivière, suivant son chemin unique. Le chemin emprunté par la feuille lorsqu’elle se déplace en aval représente une ligne de chemin.

En écoulement régulier, les trajectoires s’alignent avec les lignes de courant et les lignes de traînée. Cependant, dans un écoulement instable, les trajectoires diffèrent lorsque chaque particule suit sa trajectoire dynamique.