Баротропная жидкость - Barotropic fluid

Стратификация баротропной жидкости давление и плотность

В динамика жидкостей, а баротропная жидкость представляет собой жидкость, плотность которой зависит только от давления.^[1] Баротропная жидкость - полезная модель поведения жидкости в самых разных областях науки, от метеорологии до астрофизики.

Плотность большинства жидкостей почти постоянна (изопикнический ), поэтому можно утверждать, что их плотности слабо меняются с давлением и температурой. Вода, которая изменяется всего на несколько процентов в зависимости от температуры и солености, может быть приблизительно баротропной. В общем, воздух не баротропен, так как это функция температуры и давления; но при определенных обстоятельствах предположение о баротропности может оказаться полезным.

В астрофизика, баротропные жидкости важны при изучении недр звезд или межзвездной среды. Одним из распространенных классов баротропных моделей, используемых в астрофизике, является политропная жидкость. Обычно предположение о баротропности не очень реалистично.

В метеорология, а баротропная атмосфера тот, для которого плотность воздуха зависит только от давления, в результате изобарический поверхности (поверхности постоянного давления) также являются поверхностями постоянной плотности. Такие изобарические поверхности также будут изотермический поверхностей, следовательно (из уравнение теплового ветра ) геострофический ветер не будет меняться с глубиной. Следовательно, движение вращающейся баротропной воздушной массы сильно ограничено. Тропики более близки к баротропам, чем средние широты, потому что температура в тропиках более однородна по горизонтали.

А баротропный поток является обобщением баротропной атмосферы. Это поток, в котором давление зависит только от плотности и наоборот. Другими словами, это поток, в котором изобарические поверхности являются изопикническими поверхностями и наоборот. Можно иметь баротропный поток небаротропной жидкости, но баротропная жидкость всегда будет следовать за баротропным потоком. Примеры включают баротропные слои океанов, изотермический идеальный газ или изэнтропический идеальный газ.

Не баротропная жидкость бароклиника, я. е. давление - не единственный фактор, определяющий плотность. Для баротропной жидкости или баротропного потока (например, баротропной атмосферы) бароклинический вектор равно нулю.

Смотрите также

• Атмосферная динамика

использованная литература

1. Шеймс, Ирвинг Х. (1962). Механика жидкостей. Макгроу-Хилл. п. 159. LCCN  61018731. Получено 8 ноября 2012. Если ${\displaystyle \rho {}}$ выражается как функция ${\displaystyle p}$ только, то есть ${\displaystyle \rho =\rho {}(p)}$, то ${\displaystyle \int _{0}^{p}{\frac {dp}{\rho {}}}}$ в уравнении. 5-66 интегрируется. Жидкости, обладающие этой характеристикой, называются баротропные жидкости.

• Джеймс Р. Холтон, Введение в динамическую метеорологию, ISBN  0-12-354355-X, 3-е издание, стр.77.
• Марсель Лезье, "Турбулентность в жидкостях: стохастическое и численное моделирование", ISBN  0-7923-0645-7, 2д.
• Дэвид Триттон, "Физическая гидродинамика", ISBN  0-19-854493-6.