Linha de fluxo vs linha de raia vs linha de caminho: diferença e comparação

Principais lições

1. As linhas de corrente mostram o caminho das partículas fluidas em um instante no tempo. Eles são tangentes ao vetor velocidade em todos os pontos e seguem o campo de velocidade instantânea.
2. As linhas de listagem mostram o histórico do caminho das partículas de fluido que passaram por um local específico. Eles fornecem um registro de onde vieram as partículas.
3. As linhas de trajetória mostram o caminho traçado por partículas fluidas individuais ao longo do tempo. Eles permitem o rastreamento das trajetórias das partículas e fornecem um histórico temporal do movimento das partículas.

O que é linha de fluxo?

Uma linha de corrente refere-se a uma linha que representa a direção instantânea do vetor velocidade em cada ponto dentro de um fluxo de fluido. Em outras palavras, é um caminho que uma partícula fluida seguiria ao se mover através do fluido em um instante específico. Cada ponto ao longo de uma linha de corrente indica a direção da velocidade do fluido naquele ponto.

As linhas de fluxo são uma ferramenta valiosa na dinâmica de fluidos, pois ajudam engenheiros, pesquisadores e cientistas a compreender e analisar como os fluidos se movem, permitindo-lhes estudar o comportamento dos fluidos, otimizar projetos e fazer previsões sobre padrões de fluxo em vários cenários.

O que é linha de raia?

Na dinâmica dos fluidos, uma linha de listagem representa o caminho que uma partícula de fluido traçaria à medida que se move através de um fluxo de fluido durante um determinado período de tempo. Ao contrário de uma linha de corrente, que indica a direção instantânea da velocidade em cada ponto, uma linha de corrente mostra como as partículas de fluido se movem e se deformam dentro do fluxo durante um intervalo de tempo específico.

Imagine injetar um corante ou marcador em um fluido em um ponto fixo para visualizar uma linha. À medida que o corante se dispersa e se espalha dentro do fluxo, ele deixa um rastro visível que representa o caminho percorrido pelas partículas fluidas originadas daquele ponto. A linha resultante fornece informações sobre a história e o comportamento das partículas fluidas ao longo do tempo.

O que é linha de caminho?

Na dinâmica dos fluidos, uma linha de trajetória representa a trajetória que uma partícula de fluido individual segue à medida que se move através de um fluxo de fluido ao longo do tempo. É a história completa do movimento da partícula, mostrando o caminho específico que ela percorreu desde que entrou no fluxo até o ponto atual.

Pathlines são uma ferramenta valiosa para compreender o comportamento de partículas fluidas em vários cenários, como em fluxos ambientais, reações químicas e processos industriais. Eles fornecem insights sobre como as partículas individuais se movem, se dispersam e interagem dentro de um fluxo de fluido ao longo do tempo.

Diferença entre linha de fluxo, linha de raia e linha de caminho

1. As linhas de corrente representam a direção instantânea do fluxo de fluido em um único momento. Eles oferecem informações sobre o padrão geral de fluxo. As linhas de listagem representam o caminho percorrido por partículas fluidas individuais durante um determinado intervalo de tempo. Eles capturam a história do movimento das partículas. As linhas de trajetória descrevem a trajetória completa de uma partícula de fluido específica desde sua posição inicial até sua localização atual, independentemente do tempo.
2. As linhas de fluxo são independentes do tempo e fornecem informações sobre o padrão de fluxo em um momento específico. As linhas de listagem refletem mudanças nos padrões de fluxo ao longo do tempo, mostrando como o caminho de uma partícula evolui. As linhas de trajetória representam toda a história do movimento de uma partícula, contabilizando as mudanças ao longo do tempo.
3. As linhas de corrente fornecem uma visão geral da direção do fluido em todo o campo de fluxo. As linhas de listagem concentram-se no movimento de partículas individuais e em como elas viajam através do fluxo. As linhas de trajetória fornecem uma visão detalhada do caminho específico seguido por uma única partícula, desconsiderando o padrão de fluxo mais amplo.
4. As linhas de corrente não se cruzam ou se cruzam dentro de um fluxo constante; eles mantêm sua individualidade. As linhas de listagem podem cruzar-se e cruzar-se, representando os caminhos simultâneos de diferentes partículas ao longo do tempo. As linhas de trajetória são exclusivas para cada partícula e não se cruzam, proporcionando uma trajetória clara para cada uma.
5. As simplificações são úteis para visualizar e compreender o padrão geral de fluxo em um campo de fluxo. As linhas de listagem são valiosas para estudar como as partículas individuais se movem e seus caminhos mudam ao longo do tempo. As linhas de trajetória ajudam a compreender o caminho histórico que uma única partícula percorre, auxiliando na compreensão de comportamentos de movimento complexos.

Comparação entre linha de fluxo, linha de raia e linha de caminho

Parâmetros de comparação	Linha de fluxo	Linha de raia	Linha do caminho
Dependência de tempo	Instantâneo	Durante um intervalo de tempo	Trajetória histórica
Visualização	Instantâneo do fluxo	Rastreando o caminho das partículas	Caminho contínuo de partículas
Individual vs. Em massa	Padrão de fluxo em massa	Partícula individual	Partícula individual
Cruzamentos	Sem cruzamentos	Pode cruzar/cruzar	Sem cruzamentos
Profundidade de informação	Direção da velocidade	Evolução das partículas	Trajetória completa

Referências

1. https://content.iospress.com/articles/biorheology/bir6-2-07
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4376209/

Última atualização: 19 de setembro de 2023