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Función de flujo 3D en mecánica de fluidos

La función de flujo 3D ${\bf \Psi}$ para un campo de flujo constante puede definirse como $\rho{\bf u}={\bf \nabla}\times {\bf \Psi}$ .

Dónde, ${\bf u}$ = velocidad, $\rho$ = densidad.

Ahora, este ${\bf \Psi}$ puede representarse a su vez como: ${\bf \Psi}=\chi{\bf \nabla}\psi $ . Donde, $\chi$ y $\psi$ son superficies de corriente. ¿Cuál es el significado físico de $\chi$ y $\psi$ ?

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El autor ha definido directamente la función de flujo como \= graduado . Me cuesta entender por qué ha definido la corriente de esta manera. Específicamente, no puedo entender la intuición detrás de esa definición?

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¿Qué autor? ¿Qué página?

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¿Te sientes cómodo con la versión 2D de esto, donde ##chi## es una constante? ¿Tiene sentido para ti desde el punto de vista de la interpretación física?

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Stefano Puntos 763
  1. El 3D función de flujo ${\bf \Psi}$ existe tal que $\rho{\bf u}={\bf \nabla}\times {\bf \Psi}$ en una región simplemente conectada para un flujo incompresible ${\bf \nabla}\cdot(\rho{\bf u})=0$ debido a Lemma de Poincare .

  2. Cualquier campo vectorial 3D ${\bf \Psi}={\bf \nabla}\varphi + \chi{\bf \nabla}\psi $ puede representarse mediante 3 escalares Potenciales de Clebsch .

  3. Podemos eliminar el $\varphi$ potencial debido a la simetría gauge ${\bf \Psi}\to{\bf \Psi}+{\bf \nabla}\varphi$ .

  4. El flujo $\rho{\bf u}={\bf \nabla}\chi \times {\bf \nabla}\psi$ es a lo largo de la intersección 1D de las dos 2D superficies equipotenciales para $\chi$ y $\psi$ .

  5. $(\chi,\psi)$ es un par canónico : El flujo es invariante bajo transformaciones canónicas $(\chi,\psi)\to (\chi^{\prime},\psi^{\prime})$ .

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+1 Gran respuesta. Acabo de darme cuenta de que un campo vectorial sin divergencia permite ser escrito como rizo de otro campo vectorial.

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