Vorticity (auch Wirbelstärke oder Vortizität genannt) stellt eine zentrale Größe der Strömungsmechanik und der Meteorologie dar und ist ein Maß für die lokale Scherung in einer Strömung. Die SI-Einheit der Vorticity ist 1/s.

Die Vorticity ist ein (Pseudo-)Vektorfeld. Sie ist definiert als die Rotation des Geschwindigkeitsfeldes u:

$\backslash vec\{\backslash omega\}\; =\; \backslash nabla\; \backslash times\; \backslash vec\{u\}\; .$

Im Allgemeinen kann jedem Vektorfeld eine Vorticity zugeordnet werden. Häufig erhält man damit eine physikalisch interpretierbare Größe.

Außer bei regelrechten Wirbeln (Tornado etc.) spielt die Vorticity vor allem im zweidimensionalen eine wichtige Rolle. So ist die relative Vorticity, ähnlich wie oben, wie folgt definiert:

$\backslash zeta\; =\; rot\_z\; V\_2\; =\; \backslash frac\{\backslash partial\; v\}\{\backslash partial\; x\}\; -\; \backslash frac\{\backslash partial\; u\}\{\backslash partial\; y\}$

Die absolute Vorticity ist dann:

$\backslash eta\; =\; \backslash zeta\; +\; f$

$f$ : Coriolisparameter

$u$ : zonale Windkomponente

$v$ : meridionale Windkomponente

Für $\backslash zeta\; ,\; \backslash eta\; >\; 0\; \backslash Rightarrow$ zyklonale Rotation

antizyklonale Rotation

Umgewandelt in natürliche Koordinaten ergibt sich:

$\backslash zeta\; =\; V\; K\_S\; -\; \backslash frac\{\backslash partial\; V\}\{\backslash partial\; n\}$

Diese Gleichung lässt sich wie folgt aufspalten:

$\backslash zeta\_C\; =\; V\; K\_S$ Krümmunsvorticity

$\backslash zeta\_S\; =\; -\; \backslash frac\{\backslash partial\; V\}\{\backslash partial\; n\}$ Scherungsvorticity

$K\_s$ : Krümmung der Stromlinien

$V$ : Windgeschwindigkeit

$n,s$ : Komponenten des Koordinatensystems

siehe auch: Satz von Stokes

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