تفاوت گردش و چرخش

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 494

سپاس: 248

جنسیت:

تماس:

تفاوت گردش و چرخش

پست توسط rohamjpl »

ورتکس (Vortex) یا گردابه به چرخش دایر‌ه‌ای بخشی از سیال حول یک محور ثابت گفته می‌شود.دینامیک گردابه
در مکانیک سیالات، قدرت دوران یک ورتکس را با استفاده از کمیتی تحت عنوان «چرخش» (Vorticity) اندازه‌گیری می‌کنند. به طور دقیق‌تر می‌توان گفت این کمیت متناسب با نسبت گردش به سطح، در یک نقطه خاص از گردابه در نظر گرفته می‌شود. چرخش کمیتی برداری بوده که جهت آن در جهت محور گردابه است $\large \overrightarrow {\omega} = \nabla × \overrightarrow {u}$ که بردار u میدان سرعت هست $\large \overrightarrow{ V } = v _ x \overrightarrow { i } + v _ y\overrightarrow { j } + v _ z \overrightarrow { k }$ صورت چرخش برابر است با:$\large {\displaystyle {\begin{aligned}{\overrightarrow {\omega }}=\nabla \times {\overrightarrow {v } } &={\begin{pmatrix}{\frac {\partial }{\partial x} } , \large {\frac {\partial }{\partial y}} , {\frac {\partial } { \partial z } } \end {pmatrix} } \times {\begin{pmatrix} v _ { x }, v _ { y } , v _ { z } \end{pmatrix}} \\ \large &={\begin{pmatrix}{\frac { \partial v _ { z } } { \partial y } } – { \frac {\partial v _ { y } } { \partial z } } , { \frac { \partial v _ { x } } { \partial z } } – { \frac {\partial v_{z}}{\partial x } },{ \frac { \partial v _ { y } } { \partial x } } – { \frac {\partial v _ { x } } { \partial y } } \end {pmatrix} } \, \end{aligned} } }$ انواع ورتکس
البته مدل‌های مختلفی از ورتکس . با این حال دو نوع از معروف‌ترین آن‌ها که بیشتر مورد بررسی قرار می‌گیرند، ورتکس‌های چرخشی (Rotational) و غیرچرخشی (Irrotational) هستند.ورتکس‌ غیرچرخشی اندازه تکانه زاویه‌ای نیز ثابت است. ثابت بودن تکانه‌ زاویه‌ای به معنای آن است که چرخشِ ورتکس غیرچرخشی برابر با صفر است$\overrightarrow { \omega } =0$ و
$\large v _ { \theta } = \frac { \Gamma } { 2 \pi r } \,$ و همچنین در این رابطه Γ نشان دهنده گردش و r نشان دهنده فاصله از مرکز دوران است
جریان چرخشی (ورتکس اجباری)
در جریان چرخشی یا ورتکس اجباری، جریان همچون جسمی صلب دوران می‌کند. در این حالت اثرات ویسکوزیته و تنش برشی در جریان نیز در نظر گرفته می‌شود. اگر فرض بر این باشد که کل سیال همچون جسمی جامد با سرعت زاویه‌ای ω در حال دوران باشد، در این صورت اندازه چرخش سیال برابر با 2 ω خواهد بود.$\large v _ { \theta } = \omega r \$
عوامل بوجود آمدن چرخش در محیط سیال که محیطی پیوسته در نظر گرفته می شود، عبارتند از: وجود لزجت یا چسبندگی، شاید به خاطر داشته باشید که در مدلسازی سیالات در جریان پتانسیل که وجود لزجت نادیده فرض شده یا ناچیز در نظر گرفته می شود، جریان ما جریانی بدون چرخش است، چرا که یکی از مهمترین عوامل انتقال چرخش در یک محیط پیوسته وجود لزجت می باشد.
عامل دوم وجود نیروهای خارجی ناپایستاری است که می توان به یک محیط پیوسته اعمال کرد و سومین عامل وجود محیط غیر بارومتریک است یعنی محیطی که در آن فشار تابعی از چگالی و یا چگالی تابعی از فشار نباشد و در واقع ارتباطی بین فشار و چگالی وجود نداشته باشد. بنابراین اگر در محیطی از یک سیال تمامی عوامل بالا را حذف کنیم، می توان میزان سیرکولاسیون١ را برای هر منحنی بسته ای، برابر با صفر بدست آورد و از آنجا نتیجه گرفت که میزان چرخش برابر صفر است، لذا محیط مورد مطالعه غیر چرخشی خواهد بود
تفاوت انتقالی و چرخش چیست؟اگر یک پدیده انتقالی راجع به نیرو ، جرم و تکانه رخ داده در صفحه در نظر بگیریم. ما می توانیم آن را بی تفاوت به صورت انتقالی ، یا چرخشی نسبت به یک مرکز چرخش به اندازه کافی دور از یک خط متعامد صفحه تجزیه و تحلیل کنیم ، به طوری که تمام شعاع ها از نظر برداری برابر با هر دقتی که می خواهید در نظر گرفته شوند. از آنجا که ممکن است شعاعها برابر باشند ، می توان از فرمولهای چرخشی خارج شد و فرمهای ترجمه را بدست آورد. یعنی ، ریاضیات چرخشی را می توان به دلخواه همتای خود ، به دلخواه خوب تقریب زد. این باید این فرضیه را تصدیق کند که در هر دو مورد همان پدیده های حساب شده است.
من سعی نمی کنم ادعا کنم که قاب های چرخان باید قاب های اینرسی باشند. ، اینکه آیا قاب های اینرسی واقعاً وجود دارند یا خیر. چه زمانی پدیده های چرخشی از نظر ماهوی با پدیده هاانتقال تفاوت دارند؟ آیا پدیده ای اساسی وجود دارد که توسط یکی توضیح داده شود و توسط دیگری توضیح داده نشود؟ و برعکس ؟
تفاوت حرکت دورانی و حرکت چرخشی
آیا حرکت دورانی و حرکت دورانی متفاوت هستند یا یکسان؟ اگر متفاوت باشد ، چه زمانی می توان گفت که جسمی در حرکت دورانی است و چه زمانی در حرکات چرخشی است؟ من چندین جواب را پیدا می کنم که در آن گفته شده است که در حرکت دایره ای ، محور چرخش در داخل جسم است ، در حالی که محور چرخش در حالت دیگر ممکن است خارج باشد. چرا در حالت حرکت دورانی محور خارج است؟
شاید تمایز بهتری بین حرکت چرخشی و حرکت مداری باشد. حتی در آن حالت کلی تر (اوربیتال می تواند چیزی غیر از دایره باشد) ، خصوصیاتی که برای توصیف و تجزیه و تحلیل حرکت استفاده می شود یکسان هستند: محور حرکت ، حرکت زاویه ای ، لحظه اینرسی ، انرژی جنبشی ، گشتاور و غیره.
تفاوت جسورانه ای بین این دو وجود ندارد ، اما به طور کلی ، حرکت چرخشی به اشیایی گفته می شود که امتداد یافته اند (نه نقاط) و درمورد محوری می چرخند که یا در داخل ماده جسم باشد یا از مرکز جرم دورتر از دورترین بعد جسم.
مداری (یا "دایره ای") به حرکت جسمی گفته می شود که ممکن است در اطراف یک محور داخلی ، در اطراف نقطه ای دور از مرکز جرم آن بچرخد و یا مسیری را تکرار کند یا مسیری را تقریباً تکرار کند (به عنوان مثال ، عطارد) ) به طور کلی ، مسیر حتی نیازی به تکرار ندارد زیرا مسیرهای مداری باز وجود دارد که اجرام نجومی به طور معمول طی می کنند.
می توان گفت که حرکت چرخشی یک جسم جامد حرکت مداری هزاران ذره است که همه در یک محور با همان فرکانس زاویه ای حرکت می کنند.

تفاوت اصلی - حرکت دایره ای در مقابل حرکت چرخشی
در پویایی جسم صلب ، اصطلاحات حرکت دورانی و حرکت چرخشی هر دو حرکت بدن را درباره یک نقطه ثابت توصیف می کنند ، اما بین این دو حرکت تفاوت وجود دارد. تفاوت اصلی بین حرکت دایره ای و حرکت دورانی است که حرکت دایره ای یک مورد خاص از حرکت دورانی است ،
حرکت چرخشی چیست
چرخش یا حرکت دورانی به حرکت در مورد یک نقطه ثابت اشاره دارد. محور چرخش یک خط عبور از این نقطه ثابت، عمود بر سطح که در آن بدن در حال حرکت است. اصطلاح حرکت دورانی را می توان برای توصیف چرخش در اطراف یک محور ثابت ، precession (جایی که جهت محور چرخش تغییر می کند) و nutation (جایی که محور چرخش تکان می خورد) استفاده کرد.
به عنوان مثال ، نمودار زیر این اصطلاحات را در مورد حرکت "چرخش" زمین در مورد محور چرخش از طریق خود نشان می دهد:
تفاوت بین حرکت دورانی و حرکت دورانی - چرخش زمین
نمونه حرکت دورانی - چرخش زمین
در اینجا ، Rچرخش در مورد محور چرخش را پنشان می دهد ، امتیاز را نشان نمی دهد و توزیع را به تصویر می کشد.
محور چرخش می تواند از بدن عبور کند یا در خارج از جسم قرار بگیرد. اگر محور از جسم عبور کند ، ممکن است از کلمه چرخش برای توصیف چرخش استفاده شود.
هنگامی که محور چرخش از جسم عبور می کند ، اگر محور از مرکز ثقل جسم نیز عبور کند ، می توان چرخش را به عنوان چرخش مرکز تیروئید توصیف کرد . برای مواردی که محور از جسم عبور می کند ، اما از مرکز ثقل عبور نمی کند ، می توان از اصطلاح چرخش غیرسیروئیدی استفاده کرد.
به یاد داشته باشید ، مهم است که این اصطلاحات تعریف دقیق نیستند و گاهی ممکن است به جای یکدیگر استفاده شوند.
حرکت دایره ای چیست
حرکت دایره ای یک حالت خاص از حرکت چرخشی است ، جایی که فاصله مرکز جرم بدن صلب و محور چرخش ثابت است ، در حالی که جسم صلب در یک صفحه حرکت می کند. حرکت دایره ای را می توان به سادگی حرکت در امتداد محیط دایره توصیف کرد. اگر سرعت زاویه ای جسم (و از این رو سرعت مماسی آن) ثابت بماند ،حرکت دایره ای یکنواخت است . وقتی سرعت زاویه ای یک جسم در حرکت دایره ای تغییر می کند ، حرکت غیر یکنواخت نامیده می شود .
تفاوت بین چرخش و حرکت دایره ای
فاصله بین محور چرخش و مرکز جرم
حرکت دورانی : در حرکت چرخشی ، محور چرخش و مرکز جرم می تواند تغییر کند.
حرکت دایره ای : در حرکت دورانی ، محور چرخش و مرکز جرم تغییر نمی کند.
جهت محور چرخش
حرکت دورانی : در حرکت دورانی ، جهت محور چرخش می تواند تغییر کند.
حرکت دایره ای : در حرکت دایره ای ، جهت محور چرخش تغییر نمی کند.
نگران تفاوت بین چرخش و مداری نباشید. سخت و سریع نیست. اما باید در استفاده از بخشنامه دقت کنید زیرا این امر بسیار خاص است.تفاوت اصلی بین این نوع حرکت ها این است که حرکت دایره ای یک مورد خاص از حرکت چرخشی است ، جایی که فاصله بین مرکز جرم جسم و محور چرخش ثابت باقی می ماند.
حرکت چرخشی حول ایده چرخش بدن در مورد مرکز جرم آن بنا شده است. در حرکت دورانی ، محور چرخش و مرکز جرم می تواند تغییر کند در حالی که در حرکت دورانی ، محور چرخش و مرکز جرم تغییر نمی کند.
حرکت دایره ای حرکت یک جسم در امتداد محیط دایره یا چرخش در امتداد یک مسیر دایره ای است و می تواند سرعت چرخش زاویه ای ثابت و سرعت ثابت داشته باشد ، یا می تواند با تغییر سرعت چرخش وجود داشته باشد.
به یکی از آن مکانهای تفریحی که مردم روی اسبهای ساختگی می نشینند ، فکر کنید. حال تصور کنید که اسب ها به دور پایه ای که آنها را به پایه سوار شدن می چرخاند ، می چرخند. سپس هنگام حرکت اسب ها در حین سوار شدن ، هم حرکت چرخشی اسب دارید و هم حرکت دورانی.
در یک حرکت دایره ای ، محور چرخش در داخل بدن است ، در حالی که محور چرخش در حالت دیگر ، ممکن است خارج باشد. چرا در صورت حرکت چرخشی محور خارج است.
محور چرخش می تواند از جسم عبور کند یا در خارج از بدن قرار بگیرد. اگر محور ازجسم عبور کند ، ممکن است از کلمه چرخش برای توصیف چرخش استفاده شود. چرخش یا چرخش به جایی اطلاق می شود که محور چرخش در خارج از جسم صلب قرار داشته باشد.تصویر
تصویر

ارسال پست