流体力学和渦流

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流体力学和渦流之间的区别

流体力学 vs. 渦流

流體力學（Fluid mechanics）是力學的一門分支，是研究流體（包含氣體、液體及等離子體）現象以及相關力學行為的科學。流體力學可以按照研究對象的運動方式分為流體靜力學和流體動力學，前者研究處於靜止狀態的流體，後者研究力對於流體運動的影響。流體力學按照應用範圍，分為：空氣力學及水力學等等。 流體力學是連續介質力學的一門分支，是以宏觀的角度來考慮系統特性，而不是微觀的考慮系統中每一個粒子的特性。流体力学（尤甚是流體動力學）是一個活躍的研究領域，其中有許多尚未解決或部分解決的問題。流體動力學所應用的數學系統非常複雜，最佳的處理方式是利用電腦進行數值分析。有一個現代的學科稱為計算流體力學，就是用數值分析的方式求解流體力學問題。是一個將流體流場視覺化並進行分析的實驗方式，也利用了流體高度可見化的特點。 理論流體力學的基本方程是纳维-斯托克斯方程，簡稱N-S方程，纳维-斯托克斯方程由一些微分方程組成，通常只有透過給予特定的邊界條件與使用數值計算的方式才可求解。纳维-斯托克斯方程中包含速度\vec. 渦流是一個漩渦型的水漩，由反水流的活動形成。絕大多數的渦流，不是很強大。強渦流被稱為Maelstrom，但和渦流是同一個原理，所有有下沉氣流的渦流亦可稱為渦旋（Vortex）。海洋渦流通常是由潮汐引起的，非常小的渦流可以很容易地在浴缸或水槽排水時看到。但這些都和自然形成的渦流性質非常不同。渦流也出現在許多瀑布的下流，著名的例子有尼亞加拉大瀑布。這些渦流相當強，在窄淺的海峽，快速流動的水也會創造強大的渦流，例如日本淡路島與四國島之間鳴門海峽的鳴門漩渦。 在流体力学中，涡流存在一个在r趋近0的区域内像刚体作整体旋转，类似于半径为r0的涡束，通常称为涡核，核外流体流动满足不可压缩流体连续性方程与无旋流动条件。热力学中涡流管也是涡流在生活中的应用。 File:A whirlpool in a glass of water.jpg|在杯中的渦流 File:Niagara_Whirlpool_Spanish_Aero_Car.jpg|尼亞加拉大瀑布下游.