mały|250px|Wir ukazany kolorowym dymem, a utworzony przez startujący samolot Wir (ang. vortex) – jednospójny obszar płynu, w którym wektor rotacji prędkości płynu jest różny od zera, ma ten sam kierunek i zwrot w każdym punkcie pola. Taki wir zapisać można w postaci:

gdzie: – wektor prędkości płynu, – dowolna para punktów w obszarze wiru

Równanie powyższe opisuje wir płaski. Istnieją ponadto przestrzenne struktury wirowe, np. wir toroidalny tworzący się w obszarze krótkiego, ostrokrawędzistego rozszerzenia rury.

W obszarze wiru wektor prędkości kątowej płynu jest różny od zera, prostopadły do płaszczyzny wiru i wyraża się on wzorem:

Przykłady wirów: płaski wir punktowy w cieczy nielepkiej:

gdzie: – intensywność wiru, – wersor rotacyjny biegunowego układu współrzędnych;

wir Lamba (początkowo punktowy wir w cieczy lepkiej)

W rzeczywistych wirach występujących w przyrodzie prędkość kątowa (a zatem i rotacja prędkości) nie jest na ogół stała, lecz jej wartość zmniejsza się stopniowo wraz z odległością od centrum wiru.

Linie prądu w obszarze wiru płaskiego tworzą krzywe zamknięte. W warunkach przepływu stacjonarnego poruszają się po nich cząstki płynu.

Wiry występują powszechnie w przepływach płynów rzeczywistych. Można je zaobserwować bezpośrednio w obszarze oderwania warstwy granicznej. W sprzyjających sytuacjach tworzyć mogą ścieżki wirowe. W przepływach laminarnych wiry mają często charakter stabilnych struktur koherentnych.

Istnienie kaskady wirów o rozmaitych skalach charakterystyczne jest dla przepływu turbulentnego. Jednakże w turbulencji pojedyncze duże wiry są na ogół niestabilne i szybko ulegają przekształceniu w mniejsze struktury wirowe.

Wiry obserwuje się: podczas laminarnych i turbulentnych przepływów płynów rzeczywistych, wokół końców skrzydeł samolotów (tzw. wir podkowiasty), w pewnej odległości od krawędzi spływu skrzydeł ptaków i samolotów, od strony zawietrznej opływanych ciał stałych (samochodów, statków, pocisków), w wielu zjawiskach atmosferycznych (tornada, chmury kłębiaste), podczas wybuchu bomby atomowej w tzw. grzybie atomowym.

Wiru rzeczywistego opisanego podanym wyżej równaniem nie należy mylić z tzw. wirem potencjalnym, zwanym też pseudowirem.

Bibliografia Теоретическая гидромеханика. Часть 1 (Кочин Н. Е., Кибель И. А., Розе Н. В.), Moskwa 1955.

Flügge S (Herausgegeber), Truesdel C. (Mitherausgegeber): Handbuch der Physik, Bd. VIII/1 Strömungsmechanik I, Bd. VIII/2 Strömungsmechanik II, Bd. VIII/3 Strömungsmechanik III, Springer, Berlin – Göttingen – Heidelberg.

Kategoria:Dynamika płynów