Podemos describir un vórtice de línea libre bidimensional (es decir, plano), no viscoso, irrotacional en coordenadas cilíndricas con la función de corriente , potencial de velocidad , componente de velocidad tangencial , y componente de velocidad radial , dónde es una constante El movimiento de líneas perpendiculares entre sí en un elemento fluido está dado por
dónde es la tasa de deformación angular del ángulo entre las líneas. Además, debido a que el flujo es irrotacional,
Esta pregunta de Phys.SE está relacionada, pero no responde a mi pregunta: ¿ Cuándo está libre un vórtice de flujo?
Hay una deformación angular en un vórtice libre, exactamente la misma cantidad necesaria para contrarrestar la revolución de la partícula alrededor del centro.
Entonces,
¿Cuál es la cantidad total de deformación de los ejes en un ciclo, es decir, es la vorticidad de la partícula, ya que el sistema está en estado estacionario. pero sabemos que se define como el doble de la rotación de la partícula alrededor de su eje , por lo tanto la rotación total es que contrarresta la revolución de un ciclo de . Recuerde que la deformación se ve desde el marco de la partícula pero para el marco de todo el flujo, es un flujo irrotacional, ya que también hay una revolución alrededor del eje central.
darthbith