idealvätskor

Idealvätskor är ett teoretiskt begrepp inom fluiddynamik som beskriver vätskor utan viskositet och ofta med konstant densitet (incompressibel). I praktiken används idealiseringen för att studera grundläggande strömningar där energiförluster genom intern friktion och värmetransport är försumbara.

Flödet i en idealvätska följer kontinuitetslikningen och Eulerens rörelseekvationer. Om vätskan antas inviskös (ingen viskositet) och densiteten konstant beskrivas rörelsen av ρ(∂v/∂t + v·∇v) = -∇p + f och kontinuitetsekvationen ∂ρ/∂t + ∇·(ρv) = 0. För inkompressibla vätskor förenas detta till ∇·v = 0. I irrotationsflöden kan hastighetsfältet beskrivas som v = ∇φ (potentialflöde), och Bernoullis ekvation gäller längs varje strömlinje i stationära, inviscida och inkompressibla flöden.

Egenskaperna inkluderar avsaknad av viskositet och därmed ingen energiförlust genom friktion samt frånvaro av skjuvspänningar. Detta gör att vissa förenklingar och analysmetoder, som potentialflöde och Bernoulli-principen, kan tillämpas under rätt omständigheter.

Begränsningar är betydande: verkliga vätskor har viskositet, värmeledning och kan vara kompressibla vid höga hastigheter. Nära väggar uppstår boundary layer-effekter och ofta turbulens, vilket idealvätskor inte fångar. Däremot används modellen som en grundläggande referens i aerodynamik och hydrodynamik.

Se även: fluiddynamik, Navier–Stokes-ekvationerna, Bernoullis princip, inkompressibelt flöde, irrotationsflöde, potentialflöde.