Pyörteet

Pyörteet ovat nesteen tai ilman paikallisia kiertoliikkeitä, joissa virtauksessa olevat partikkelit kiertävät yhteistä keskustaa tai akselia. Ne voivat olla pieniä tai suuria ja esiintyä sekä luonnossa että tekniikassa. Pyörteiden kiertoliikettä kuvataan usein vorticitylla, joka kuvaa kulmakiertymää virtauskentässä.

Pyörteet syntyvät yleensä virtausten muutoksista: esteen aiheuttama suunnan tai nopeuden muutos, kerrostuneisuus, lämpötilagradientit tai tiheydentason vaihtelut voivat antaa virtausten kiertoliikkeen alkukauden. Nesteen tai ilman viskositeetti sekä ympäristön tiheys vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti pyörre muodostuu ja kuinka kauan se kestää ennen haihtumista tai hyytymistä. Ytimen ympärillä kiertävä osa voi olla matalapaineinen alue, mikä ylläpitää kiertoliikettä.

Esimerkkejä pyörteistä ovat pienet veden pyörteet, jotka syntyvät esimerkiksi virtausten kohtaamispisteissä tai nesteen pyörähtäessä poistumaan, sekä suuremmat ilmassa muodostuvat pyörteet kuten tornado tai muut ilmakehän vektorit. Laboratoriossa ja teollisuudessa pyörteitä voidaan luoda ja tutkia sekoituksen, kuljetuksen ja lämmönsiirron tarkoissa kokeissa.

Merkitys: pyörteet vaikuttavat sekoittumiseen ja virtauksien kuljetukseen sekä luonnossa että tekniikassa. Niitä mallintavat ja mittaavat vorticity sekä virtauslaskenta, kuten Navier–Stokes -laskelmat sekä kokeelliset havainnot. Pyörteiden ymmärtäminen parantaa muun muassa ilmanlaadun, sääilmiöiden sekä teollisten prosessien hallintaa.