Баротропен флуид

Во динамиката на флуиди, баротропниот флуид е флуид чија густина е само функција на притисокот.^[1] Баротропниот флуид е корисен модел на однесување на флуиди во широк спектар на научни области, од метеорологија до астрофизика.

Густината на повеќето течности е речиси константна (изопикнична), така што може да се каже дека нивните густини слабо се менуваат во зависност од притисокот и температурата. Водата, која се менува само неколку проценти во зависност од температурата и соленоста, може приближно да се смета како баротропна. Генерално, воздухот не е баротропен, бидејќи е функција од температурата и притисокот; но, под одредени околности, претпоставка дека е баротропен може да биде корисна.

Во астрофизиката, баротропните течности се важни во проучувањето на ѕвездената внатрешност или на меѓуѕвездената средина. Една вообичаена класа на баротропни модели што се користат во астрофизиката е политропниот флуид. Типично, претпоставка за баротропсност не е многу реална.

Во метеорологијата, баротропна атмосфера е онаа за која густината на воздухот зависи само од притисокот, како резултат изобарните површини (површини со постојан притисок) се исто така површини со постојана густина. Ваквите изобарни површини ќе бидат и изотермни површини, па оттука (од равенката за термичен ветер) геострофниот ветер нема да варира во зависност од длабочината. Оттука, движењата на ротирачката баротропна воздушна маса се силно ограничени. Тропските предели се повеќе скоро баротропни отколку средните географски широчини бидејќи температурата е повече скоро хоризонтално рамномерна во тропските предели.

Баротропниот тек е генерализација на баротропната атмосфера. Тоа е проток во кој притисокот е само функција на густината и обратно. Со други зборови, тоа е проток во кој изобарните површини се изопикнични површини и обратно. Човек може да има баротропен проток на небаротропен флуид, но баротропен флуид секогаш ќе следи баротропен проток. Примерите вклучуваат баротропни слоеви на океаните, изотермниот идеален гас или изентропскиот идеален гас.

Флуид кој не е баротропен е бароклиничен, т.е. притисокот не е единствениот фактор за одредување на густината. За баротропен флуид или баротропен тек (како што е баротропната атмосфера), бароклиничкиот вектор е нула.

Поврзано

Метеорологија

Наводи

↑ Shames, Irving H. (1962). Mechanics of Fluids. McGraw-Hill. стр. 159. LCCN 61018731. Посетено на 8 November 2012. If $\rho {}$ is expressible as a function of $p$ only, that is, $\rho =\rho {}(p)$ , the $\int _{0}^{p}{\frac {dp}{\rho {}}}$ in Eq. 5-66 is integrable. Fluids having this characteristic are called barotropic fluids.

Литература

James R Holton, An introduction to dynamic meteorology, ISBN 0-12-354355-X, 3rd edition, p77.
Marcel Lesieur, "Turbulence in Fluids: Stochastic and Numerical Modeling", ISBN 0-7923-0645-7, 2e.
David Tritton, "Physical Fluid Dynamics", ISBN 0-19-854493-6.

[1] Shames, Irving H. (1962). Mechanics of Fluids. McGraw-Hill. стр. 159. LCCN 61018731. Посетено на 8 November 2012. If $\rho {}$ is expressible as a function of $p$ only, that is, $\rho =\rho {}(p)$ , the $\int _{0}^{p}{\frac {dp}{\rho {}}}$ in Eq. 5-66 is integrable. Fluids having this characteristic are called barotropic fluids.

[1]