tryckfält

Tryckfältet är ett skalärt fält som tilldelar varje punkt i ett medium ett tryckvärde p(r, t). I vätskor och gaser beskriver det den isotropa stressen som fluiden utövar mot sin omgivning. Trycket varierar med position och tid och är centralt för att beskriva både statiska och dynamiska fenomen.

Grunderna: i hydrostatik, för ett stillastående medium, följer ∇p = ρ g, vilket leder till att trycket ökar med djupet. För en vätska med konstant densitet är p(h) = p0 + ρ g h.

I dynamiska flöden används tryckfältet tillsammans med hastighetsfältet i momentumekvationen: ρ dv/dt = -∇p + μ ∇^2 v + … Tryckgradienten driver eller bromsar flödet. I inviscid, inkompressibel ström följer Bernoullis princip ett samband mellan p, hastighet och höjd längs en strömlinje.

Isobarer är ytor med konstant tryck; tryckgradienten pekar mot lägre tryck och beskriver riktningen för flödet. För kompressibla medier följer p, ρ och T ekvationstillståndet; till exempel Ideal gas-lagen p = ρ R T.

Observationer och tillämpningar: tryckfält mäts med manometrar och tryckgivare; meteorologi och oceanografi använder kartor över havs- eller atmosfäriskt tryck för att studera väder och strömningar. Vid numerisk modellering löses tryckfält ofta genom en Poisson-ekvation i inkompressibla flöden eller via CFD-simuleringar, med lämpliga randvillkor.