Campo vetorial que é usado para descrever matematicamente o movimento de um contínuo
Na mecânica do contínuo, a velocidade de fluxo na dinâmica dos fluidos, também velocidade macroscópica[1][2] na mecânica estatística, ou velocidade de deriva no eletromagnetismo, é um campo vetorial usado para descrever matematicamente o movimento de um contínuo [en]. O comprimento do vetor de velocidade de fluxo é escalar, a rapidez de fluxo. Ele também é chamado de campo de velocidade e, quando avaliado ao longo de uma linha, é chamado de perfil de velocidade (como em, por exemplo, lei da parede [en]).
Definição
A velocidade de fluxo u de um fluido é um campo vetorial
A rapidez de fluxo q é o comprimento do vetor da velocidade de fluxo[3]
e é um campo escalar.
Usos
A velocidade de fluxo de um fluido descreve efetivamente tudo sobre o movimento de um fluido. Muitas propriedades físicas de um fluido podem ser expressas matematicamente em termos da velocidade de fluxo. Seguem alguns exemplos comuns:
Fluxo constante
O fluxo de um fluido é dito constante se não varia com o tempo. Isso é se
Um fluxo em um domínio simplesmente conexo que é irrotacional pode ser descrito como um fluxo de potencial [en], através do uso de um potencial de velocidade [en] , com . Se o fluxo for irrotacional e incompressível, o [[Laplaciano][ do potencial de velocidade deve ser zero: .
Em muitas aplicações de engenharia, o campo vetorial de velocidade de fluxo local não é conhecido em todos os pontos e a única velocidade acessível é a velocidade bruta ou velocidade de fluxo média (com a dimensão habitual de duração por tempo), definida como o quociente entre a razão da taxa de fluxo volumétrico (com dimensão de comprimento cúbico por tempo) e a área da seção transversal (com dimensão de comprimento quadrado):
↑Duderstadt, James J.; Martin, William R. (1979). «4: The derivation of continuum description from transport equations». Transport theory (em inglês). Nova Iorque: Wiley-Interscience publications. p. 218. ISBN978-0471044925
↑Freidberg, Jeffrey P. (2008). «10: A self-consistent two-fluid model». Plasma physics and fusion energy (em inglês) 1 ed. Cambridge: Cambridge university press. p. 225. ISBN978-0521733175