Az áramvonal egy térgörbe , amely leírja a folyadék mozgását, és amelynek mindenkor érintője van, párhuzamos a folyadék részecskéinek sebességével.
A jelenlegi cső egy sor aktuális vonalak pihen egy zárt körvonalat (lásd alább ).
Ha az áramlás álló helyzetben van (hogy a helyi sebességek sem intenzitásban, sem irányban nem változnak) (az állandó áramlást is mondhatjuk ), akkor az ennek az áramlásnak a segítségével a por mozgása (a folyadékéval megegyező sűrűségű) egy vonaláramot húz.
A baloldallal szemközti képen a légsebesség átlagos helyi irányát rögzítették "egy rövid és nagyon könnyű huzallal, amelyet egy vékony rúd végén hordoztak, [a lehető legpontosabban megjegyezve] a levegő sebességének helyzetét és irányát is. drót ". A pontozott vonalak között elhelyezkedő két régióban az örvények olyanok, hogy nem lehet rögzíteni egy átlagos irányt (ezért bizonytalan állapotban van).
A gyakorlatban meglehetősen gyakori, hogy a bizonytalan áramlások átlagolása és kezelése ugyanúgy történik, mint az álló áramlások esetén. Így az ilyen négyzet alakú lemez alapján létrejövő mélyedés az idő függvényében változó, és ha ennek a négyzet alakú lemeznek megad egy húzási együtthatót (vagy akár egy alapnyomás- együtthatót ), akkor mindig „időátlagról van szó.
A baloldali szemközti kép pontsorozatokkal vonzza az aktuális vonalakat az alacsony beesési profil köré. Az áramlás álló, azaz hogy a jelenlegi vonalak nem változnak az idők során. Ahogy azonban meg lehet ítélni, egy részecske sebessége alapvetően változik az áramvonalán: A felső felületen (a profil felett) a részecskék általában felgyorsulnak (még a profil előtt is elindul); az intradokon (a profil alatt) a részecskék általában lelassulnak. Bernoulli tételének alkalmazásával tehát a felső felületen egy mélyedés és az alsó felületen túlnyomás alakul ki. A helyi nyomások integrálása a felső és az alsó felületre emeli az emelést.
Ha jobban tetszik, akkor azt is megfigyelhetjük, hogy a profil az összes részecskére lefelé irányuló sebességkomponentet nyomtat: Newton harmadik törvényének (cselekvési - reakciótörvény) alkalmazásával levonhatjuk azt a következtetést, hogy a profil emelés tárgya. Ez az, ami néha arra készteti az embereket, hogy a repülőgépek reakcióval repülnek (fenntartják magukat a levegőben) .
Ha a támadási szög túl erős, akkor a profil a leállási jelenség áldozata (jobb kép). Ez a szélcsatorna-felvétel egyértelműen megmutatja az örvényzónát a profil mögött.
Vegyünk példaként egy csőben áramló folyadékot. Helyezzük magunkat egy meghatározott időpontba. Minden pontjában a cső, az áramlás van egy bizonyos orientációban által jelzett irányú a sebességvektor , koordinátákat , és (ez egy fogalma a Euler megközelítés ). Egyszerre aktuális egyenes az a vonal, amely a vektort (aktuális vektort) érinti.
Figyelembe véve az aktuális vonallal párhuzamos kis elemet , csak a kereszt szorzatunk kell, mert a két vektor párhuzamos. Így ennek az egyenlőségnek a kifejezésével megkapjuk:
.Az aktuális vonalakat ennek a differenciálegyenletnek a megoldásával adjuk meg.
Egy áramfelületet a szomszédos áramvonalak halmaza alkot; egyetlen részecske sem lépheti át az aktuális felületet.
Általában kényelmes megkülönböztetni az aktuális vonalat a részecskék pályájától . Az egyik és a másik csak álló helyzetű áramlás, azaz olyan áramlás esetén keveredik össze, ahol nem az idő függvénye (azaz lásd a részleges deriváltat ). Bizonytalan áramlás esetén az aktuális vonalak idővel fejlődnek, míg a pályák nem függnek eredendően tőlük.
Áramvezeték minden olyan felület, amelyet zárt kontúron nyugvó áramvonalak képeznek. Definíció szerint a normál sebesség a határon nulla, ezért nincs áramlás a cső oldalfalain, ami igazolja, hogy a részecskék ott vannak bezárva, még akkor is, ha az áramcsövek alakja általában változik az idő folyamán. Az áramlási csőbe belépő áramlás megegyezik a kilépő áramlással.
A természetben a vízinövények jól jelzik a víz helyi irányát egy áramlatban (bal oldali kép); ha azonban ezek a vízi növények hosszúak, akkor maguk is átlagolják az őket hordozó víz különféle sebességvektorait, ezért eltávolodnak a valós áramvonalaktól.
Ha egy légáramlás álló helyzetben van, egy szüneteltetett fénykép rögzítheti a por vagy jobb esetben a héliummal felfújt szappanbuborékok mozgását (lásd lentebb a Cessna peremi örvényének képét), kevésbé, ha ezek a tárgyak megfelelően meg vannak világítva. Ha a még mindig álló áramlás vízfolyás, akkor ebbe az áramlásba fényes anyagokból álló gömböket helyezhetünk, amelyek tükröződéseit fényképezés vagy videó rögzítheti.
De a leggyakrabban alkalmazott módszer az, hogy füstáramokat bocsát ki az áramlásba, mint a jobb és a lenti képeken. Az autóipari aerodinamikai vizsgálatok során egyetlen füstszívó lehetővé teszi az áramlás tanulmányozását egyetlen áramvonal láthatóvá tételével; ennek a füstáramnak a megfigyelése lehetővé teszi különösen annak ellenőrzését, hogy az áramlás ne szálljon le a jármű hátulján (kép jobbra, alul).
Az áramlás vizualizálása a Schlörwagen modelljén .
A Schlörwagen (az eleje bal oldalon van).
Az áramlás ellenőrzése füstszóróval.
A jelenlegi vonalak ismerete gyakran lehetővé teszi az örvények kialakulásának elkülönítését áramlásban (mint a bal oldallal szemközti két képen).
Hasonlóképpen, a jelenlegi vonalak helyzete bizonyos testek, például a gömb (a jobb oldallal ellentétes) rezsimjét jelzi . Ugyanez a sebességjelenség létezik a henger és sok profilos test esetében (lásd a Drag válság cikket ).
Tökéletes folyadék (azaz nem viszkózus, ezért a határrétegen kívüli ) álló áramlásában a folyadékrészecskék egyensúlyának vizsgálata lehetővé teszi annak bemutatását, hogy amikor egy áramvezeték egyenes vonalú, akkor az áramvonal mentén a nyomás állandó .
Ezzel ellentétben, még mindig a tökéletes folyadék álló helyzetű áramlásában, a folyadékrészecskék egyensúlyának ugyanazon vizsgálata lehetővé teszi annak demonstrálását, hogy a helyi statikus nyomás csökken, amikor az egyik áramvonalról a másikra halad, miközben a középpont felé közelít.
Ezt az utolsó fizikai alapelvet alkalmazhatjuk, például a henger körüli potenciális áramvonalak alatt látható képen : Amikor a kép közepétől a henger felé haladunk, közelebb kerülünk az aktuális vonalak görbületének középpontjához: a helyi statikus nyomás tehát csökken (akár a nyomást együtthatót a váll a henger, amint az a kép). Másrészt, amikor a fotó tetején lévő bal saroktól indulunk az upstream leállítási pont felé , eltávolodunk az áramvonalak görbületének középpontjától, ezért a nyomás növekszik ( majdnem nullával, mert messze vagyunk a test, a leállási ponton lévő egységig). Ugyanez a helyzet a kép jobb sarkától indulva és a lefelé irányuló megállóhoz közelítve: a nyomás az egységre növekszik .
Általánosságban ez az elv a kellő léptékű örvényekre is vonatkozik, de kisebb, mint a meteorológiai skála: a statikus nyomás csökken, amikor az ember az örvény tengelyéhez közelít; vagyis az örvény középpontjában mindig egy mélyedés uralkodik (kivéve a meteorológiai skálán).
Másrészt álló helyzetű, összenyomhatatlan áramlásnál, amikor ismerjük az áramlási cső egy adott szakaszának átlagos sebességét , az áramlási sebességek megőrzésének törvénye egyszerű összefüggést ír elő ennek az áramcsőnek a helyi szakasza és a helyi átlagsebesség között. A 2D-s összehúzódás alábbi képe ennek az elvnek az alkalmazását mutatja: Mivel a sebesség eloszlása a kontrakció előtt ismert, az átlagos sebességek eloszlása bármely más szakaszban kiszámítható az áramvonalak távolságából a képletű :, képlet, ahol az ismert átlagos sebessége az index részén egy aktuális cső , és az index csatolt szakaszt tekinthető.
Margó szélörvény egy Cessna 182-nél, amelyet a héliummal felfújt szappanbuborékok mozgása mutatott a szélcsatornában.
Lehetséges jelenlegi vonalak körül a végtelen henger téve keresztben. A potenciális áramlások elmélete által meghatározott nyomások integrációja (nem viszkózus folyadékok áramlása) nulla ellenállást eredményez. A valódi folyadékok áramlása a henger után nagyon eltérő.
Valódi áramvezetékek rögzítése lapos fejű hengeren. Megfigyeljük a holt víz zsebének kialakulását.
Stabilizál 2D-s kontrakcióban. Két áramvonal közötti távolság lehetővé teszi az áramcső sebességének alakulását, amelyet korlátoznak.
Nem stabil áramlás esetén a sebességvektor egy rögzített pontban (a testhez viszonyítva) idővel változik. A jelenlegi vonal tehát már nem keverhető össze a részecskék pályájával. Ez a helyzet a szemközti képen. Az emissziós vonal az a vonal, amelyet a t pillanatban egy rögzített pontról az áramba kibocsátott füst- vagy festékáram (itt a tengelyek eredete) húz. Ezért fényképezéssel könnyen megragadhatjuk ezt az emissziós vonalat. Ha az áramlás álló, akkor az emissziós vonal ismét áramvezetékké, valamint részecske pályává válik.