Linia prądu

Ten artykuł od 2018-03 wymaga zweryfikowania podanych informacji. Należy podać wiarygodne źródła, najlepiej w formie przypisów bibliograficznych. Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Linie prądu płynu opływającego różne kształty

Linia prądu – w mechanice płynów linia styczna w każdym punkcie do kierunku prędkości cząstki płynu. Linie prądu są liniami wektorowego pola prędkości płynu. W przepływie stacjonarnym linie prądu pokrywają się z trajektoriami cząstek płynu.

Wektory prędkości płynu są zawsze styczne linii prądu. Wyraża to tzw. równanie linii prądu:

${\displaystyle {\frac {dx}{u_{x}}}={\frac {dy}{u_{y}}}={\frac {dz}{u_{z}}}}$

gdzie:

${\displaystyle u_{x},u_{y},u_{z}}$ – składowe wektora prędkości płynu w kartezjańskim układzie współrzędnych ${\displaystyle x,y,z.}$

Linie prądu stanowią zazwyczaj spójną wiązkę nieprzecinających się linii otwartych. W przepływach wirowych linie prądu mogą być liniami zamkniętymi. Wyjątkiem od tego mogą być punkty źródłowe (źródła i upusty), a także linie i powierzchnie osobliwe (np. powierzchnia oderwania, powierzchnia nieciągłości).

Linie prądu służą najczęściej do przedstawiania przepływu w postaci graficznej, przedstawienie takie jest szczególnie przydatne w przypadku przepływu dwuwymiarowego. Każdej linii prądu odpowiada wówczas tzw. funkcja prądu, oznaczana tradycyjnie literą ${\displaystyle \Psi .}$

Przepływ płynu odbywa się zawsze wzdłuż linii prądu lub stycznie do nich, a nigdy w poprzek nich. W przepływie płaskim funkcja prądu interpretację fizykalną: natężenie przepływu ${\displaystyle Q}$ między dwiema liniami prądu równe jest różnicy wartości odpowiadających im funkcji prądu:

${\displaystyle Q=\Psi _{2}-\Psi _{1}}$

Spójny pęk sąsiadujących ze sobą linii prądu nosi nazwę strugi.