Вихрово движение
Еквивалентна мярка на завихрянето, която е по-удобна в теоретичните конструкции, е антисиметричната част на тензора на градиента на скоростта. В декартови координати x1, x2, x3 връзката между векторните и тензорните компоненти се дава чрез изразите
Движението се нарича иротационно или потенциално, ако = 0, в противен случай има вихрово движение, вероятно заедно с потенциала.
Удобно е да се характеризира вихровото векторно поле с някои геометрични изображения. Вихрова линия е линия, чиято тангента във всяка точка е насочена по вихровия вектор; събирането на вихрови линии, преминаващи през затворена крива, образува вихрова тръба. Потокът на вихровия вектор през който и да е участък на вихровата тръба е еднакъв; той се нарича интензивност на вихровата тръба и е равен на циркулацията на скоростта Г по произволен контур C, след като затвори вихровата тръба (фиг. 1),
С редки изключения движението на течност или газ почти винаги съдържа вихров компонент. И така, вихровият поток е ламинарен поток в кръгова тръба, когато скоростта се разпределя съгласно параболичен закон (фиг. 2), поток в граничния слой с плавен поток около тялото и в следствие зад блъф тяло, всеки турбулентен поток има вихров характер. При тези условия идентифицирането на клас вихрови движения се оказва смислено, поради факта, че когато инерционните сили преобладават над вискозните (при много високи числа на Рейнолдс Re), завихрянето обикновено се локализира в отделни маси течност - вихри или вихрови зони. Примери за вихри в природата са торнадо, циклони: в океаните, по-специално "пръстените" на Гълфстрийм; в атмосферите на планетите, например, голямото червено петно на Юпитер, което е гигантски вихър с диаметър около 25 000 км.
Фигура: 1. Вихрова тръба; 1 - вихрова линия.
Фигура: 2. Въртене на флуиден елемент при ламинарно движение в кръгла тръба.
Според класическите теореми на Хелмхолц, в ограничителния случай на движение на невязка течност, чиято плътност е постоянна или зависи само от налягането (при предположение за баротропия), в потенциално силово поле, вихровите линии се замразяват в средата, т.е. в процеса на движение те се състоят от същите частици течност - представляват материални линии. В този случай вихровите тръби също се оказват замръзнали в средата и тяхната интензивност остава в процес на движение. Циркулацията на скоростта по всеки контур, състоящ се от едни и същи частици течност, също се запазва (теорема на Келвин). По-специално, ако зоната, покрита от този контур, се стеснява по време на движение, тогава интензивността се завърта. движението в него се увеличава. Това е важен механизъм на концентрация на завихряне, който се реализира, когато течността изтича от дупка в дъното на съд ("баня"), когато се образуват вихри в близост до потоци в реките и определя образуването на циклони и тайфуни в зоните на нисък атм. налягане, при което има изтичане („сближаване“) на въздушните маси.