Tilavuusnopeus

Tilavuusnopeus on fysikaalinen suure, jolla kuvataan tilavuuden virtausta tietyn rajatun pinnan läpi aikayksikössä. Se kertoo, kuinka suuri tilavuus siirtyy peräkkäin tietyn alueen kautta. Määritelmä voidaan kirjoittaa Q = ∫A u · n dA, jossa A on poikkileikkauspinta, u on paikallinen nopeusvektori ja n on pinta-alan normaalin suuntainen yksikkövektori. Jos virtaus on tasaista ja homogeenistä poikkileikkauksessa, käytetään usein yksinkertaistusta Q = v A, missä v on virtausnopeuden normaalin suunnan keskiarvo.

Yksiköt ovat kuutiometriä per sekunti (m^3/s). Käytännössä tilavuusnopeutta voidaan ilmentää myös litroina per sekunti (L/s). Tilavuusnopeus liittyy läheisesti tilavuusvirtaan, mutta painottaa rajatun pinnan kautta tapahtuvaa tilavuuden siirtymistä per aikayksikkö.

Sovellukset ja konteksti: Fluididynamiikassa tilavuusnopeutta käytetään kuvaamaan nesteen tai kaasun kulkua rajapinnan läpi, esimerkiksi kanavissa, läpiviennissä tai aukkojen kautta. Akustiikassa volume velocity -termin käyttö tarkoittaa ilma- tai kaasun liikettä äänenalun aikana ja sitä käytetään yhteydessä akustiseen impedanssiin sekä ääniaaltoprosessien analysointiin kaiuttimien, putkistojen ja mikrofonien yhteydessä.

Yhteenvetona tilavuusnopeus kuvaa tilavuuden siirtymistä per aikayksikkö poikkileikkauspinnan kautta, yhdistäen tilavuuden, nopeuden ja pinta-alan.