Vortisitas
Vortisitas adalah konsep matematika yang digunakan dalam dinamika fluida. Hal ini dapat dikaitkan dengan jumlah "sirkulasi" atau "rotasi" (atau lebih tegasnya, laju rotasi sudut lokal) dalam fluida.
Vortisitas rata-rata di daerah kecil aliran fluida sama dengan sirkulasi Γ {\displaystyle \Gamma } di sekitar batas daerah kecil, dibagi dengan luas A dari daerah kecil.
ω a v = Γ A {\displaystyle \omega _{av}={\frac {\Gamma }{A}}}}
Secara notional, vortisitas pada suatu titik dalam fluida adalah batas ketika luas daerah kecil fluida mendekati nol pada titik tersebut:
ω = d Γ d A {\displaystyle \omega ={\frac {d\Gamma }{dA}}}}}
Secara matematis, vortisitas pada suatu titik adalah vektor dan didefinisikan sebagai curl dari kecepatan:
ω → = ∇ → × v → . {\displaystyle {\vec {\omega }}={\vec {\nabla }}\times {\vec {v}}. }
Salah satu asumsi dasar dari asumsi aliran potensial adalah bahwa vortisitas ω {\displaystyle \omega } adalah nol hampir di semua tempat, kecuali pada lapisan batas atau permukaan aliran yang langsung membatasi lapisan batas.
Karena vorteks adalah wilayah vortisitas terkonsentrasi, vortisitas yang tidak nol di wilayah-wilayah spesifik ini dapat dimodelkan dengan vortisitas.
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa itu vortisitas?
J: Vortisitas adalah konsep matematika yang digunakan dalam dinamika fluida yang berhubungan dengan jumlah "sirkulasi" atau "rotasi" (atau lebih tepatnya, laju rotasi sudut lokal) dalam fluida.
T: Bagaimana vortisitas dihitung?
J: Vortisitas rata-rata dalam suatu wilayah kecil aliran fluida sama dengan sirkulasi di sekitar batas wilayah kecil tersebut, dibagi dengan luas area A dari wilayah kecil tersebut. Secara matematis, ini juga dapat didefinisikan sebagai lengkungan kecepatan pada suatu titik.
T: Apakah ada asumsi dasar yang terkait dengan vortisitas?
A: Ya, salah satu asumsi dasar dari asumsi aliran potensial adalah bahwa vortisitas adalah nol hampir di semua tempat, kecuali pada lapisan batas atau permukaan aliran yang langsung berbatasan dengan lapisan batas.
T: Apa yang terjadi jika ada daerah dengan vortisitas tidak nol?
J: Daerah ini dapat dimodelkan dengan vortisitas karena merupakan daerah dengan vortisitas terkonsentrasi.
T: Apa yang diwakili oleh Γ?
J: Γ merepresentasikan sirkulasi di sekitar wilayah kecil.
T: Apa yang diwakili oleh ω?
J: ω merepresentasikan vortisitas rata-rata di wilayah kecil dan juga merepresentasikan vektor dan lengkungan kecepatan pada suatu titik.