flödesdensitet

Flödesdensitet är mängden av en viss storhet som passerar genom en yta per tidsenhet, ofta betecknad som J och beskriven som en vektor som anger riktningen genom ytan. Den används för att beskriva transport av olika storheter, till exempel massa, energi eller antal partiklar, över ett område.

I en volymflöde kan flödesdensiteten kopplas till en flödesmängd genom ytan S via Qdot = ∮ J · n dA, där n är ytegans normala enhetsvektor. Denna relation gör att totala flödet genom ytan kan beräknas genom integration över ytan. J är därmed enhetsmåttet för hur mycket av storheten passerar per tidsenhet per ytenhet.

Vanliga typer av flödesdensitet inkluderar:

- Massflödesdensitet, j_m = ρ v, med enheten kg m^-2 s^-1. Det beskriver hur mycket massa som passerar per yta och tidsenhet i ett flöde med densitet ρ och hastighet v.

- Energiflödesdensitet, j_E = ρ e v (eller inkluderande andra energitransporter), med enheten W m^-2. Den beskriver hur mycket energi som transporteras per yta och tidsenhet.

- Partikel- eller mängdflödesdensitet, j_N = n v, med enheten m^-2 s^-1, där n är partikelantal per volym.

I astronomen eller radiovetenskap används spektral flödesdensitet, Sν eller Fν, för energi per yta per tidsenhet per frekvens, med enheten W m^-2 Hz^-1 eller 1 Jansky (1 Jy = 1e-26 W m^-2 Hz^-1). Flödesdensitet är därmed ett mått på transport av storheter över ytor och är centralt inom strömning, värmetransport, elektromagnetism och fjärranalys.