Techniklexikon

Strudel

Strömungsmechanik, Strömungsfeld, bei dem die Stromlinien konzentrische Kreise um einen gemeinsamen Mittelpunkt darstellen. Mit zunehmendem Abstand von diesem Mittelpunkt nimmt der Betrag der Strömungsgeschwindigkeit umgekehrt proportional zum Abstand ab. In Zylinderkoordinaten lauten die drei Geschwindigkeitskomponenten

wobei u_r, u_q und u_z die Geschwindigkeitskomponenten in r-, q- und z-Richtung bedeuten, r den Abstand vom Strudelmittelpunkt angibt und A eine Proportionalitätskonstante ist. Entgegen dem äusseren Eindruck ist dieses Strömungsfeld für r > 0 rotationsfrei. Es stellt damit eine zweidimensionale Potentialströmung dar, und das zugehörige komplexe Geschwindigkeitspotential f lautet  mit der komplexen Veränderlichen . Für r = 0 ist dieses Strömungsfeld singulär, die Zirkulation entlang eines Weges um den Mittelpunkt ist unabhängig vom Weg. Die angegebenen Formeln beschreiben einen theoretischen, idealisierten Wirbel. In der Realität wird die Geschwindigkeit im Mittelpunkt nicht singulär; vielmehr entsteht dort ein Hohlvolumen (Hohlwirbel) oder aber in der Nähe des Mittelpunktes ein anderes Strömungsfeld, in dem die Flüssigkeit wie ein fester Körper rotiert.