散度和旋度的物理意义是什么

发布时间: 2021-06-10 08:58:49 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 109

散度和旋度的物理意义是什么?散度与旋度是曲线积分和曲面积分的一个应用。旋度的物理意义是设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以...

散度和旋度的物理意义是什么

散度和旋度的物理意义是什么?

散度与旋度是曲线积分和曲面积分的一个应用。

旋度的物理意义是设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以闭合曲线L为界的面积也将逐渐减小。一般说来,这两者的比值有一极限值,即记作单位面积平均环流的极限。

散度的物理意义是描述空气从周围汇合到某一处或从某一处流散开来程度的量。水平散度是气体在单位时间内水平面积的变化率。如果面积增大,散度取正值,为水平辐散;如果面积缩小,散度取负值,为水平辐合。三维空间的散度表示任意气块在单位时间内其单位体积的变化率。气块的体积膨胀称为辐散,气块体积收缩称为辐合。

扩展资料

旋度

旋度与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭合曲线为界的面积法线方向且通常L的正方向与规定要构成右手螺旋法则。

旋度的重要性在于,可用通过研究表征矢量在某点附近各方向上环流强弱的程度,进而得到其单位面积平均环流的极限的大小程度。磁场是有旋场,静电场是无旋场。

参考资料来源:百度百科-旋度

参考资料来源:百度百科-散度

散度的概念
div F=▽·F 在矢量场F中的任一点M处作一个包围该点的任意闭合曲面S,当S所限定的体积ΔV以任何方式趋近于0时,则比值∮F·dS/ΔV的极限称为矢量场F在点M处的散度,并记作div F
  由散度的定义可知,div F表示在点M处的单位体积内散发出来的矢量F的通量,所以div F描述了通量源的密度。
  散度的重要性在于,可用表征空间各点矢量场发散的强弱程度,当div F>0 ,表示该点有散发通量的正源;当div F<0 表示该点有吸收通量的负源;当div =0,表示该点为无源场。
静电场的散度不为零、旋度为零,表明了它是有源无旋场。 静磁场的散度为零、旋度不为零,表明了他是有旋无源场。
散度可以表示流体运动时单位体积的改变率
旋度的物理意义
设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以闭合曲线L为界的面积也将逐渐减小.一般说来,这两者的比值有一极限值,记作即单位面积平均环流的极限。它与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭合曲线为界的面积法线方向且通常L的正方向与规定要构成右手螺旋法则,旋度的重要性在于,可用通过研究表征矢量在某点附近各方向上环流强弱的程度,进而得到其单位面积平均环流的极限的大小程度。
散度是描述矢量场中某一点是发散还是汇聚的,就是这一点的无限小体积元内是进来的矢量多还是出去的矢量多。旋度是描述矢量场中某一点所包含微元在场中的旋转程度。

旋度、散度的物理意义,最好是感性一点的解释

在我理解看来,所谓旋度为0就是环形封闭管内的液体不流动(不为0则是液体绕固定方向环流),而所谓散度为0就是封闭球体内的热量与外界不交换(不为0则是有热量散出或吸入)。这样理解对吗?
假如考虑一个描述热的函数,在体积V内。假如我们对这个函数求散度,发现为0,那么可以说,这个体积内没有热源,就是没有发热的源头不在这里。就好像我们在太阳和地球中间某个区域测量散度,虽然这个区域有阳光照射,但源头是太阳,所以我们会得到这个体积的散度为0.关键点在有没有发热源。
旋度分析描述矢量场的。百度百科里面的解释很到位,你可以直接去参考下。

梯度散度旋度的物理含义

我们一个一个说:

首先是梯度:
定义:在标量场f中的一点处存在一个矢量G,该矢量方向为f在该点处变化率最大的方向,其模也等于这个最大变化率的数值,则矢量G称为标量场f的梯度。
如果设体系中某处的物理参数(如温度、速度、浓度等)为w,在与其垂直距离的dy处该参数为w+dw,则称为该物理参数的梯度,也即该物理参数的变化率。
在向量微积分中,标量场的梯度是一个向量场。标量场中某一点上的梯度指向标量场增长最快的方向,梯度的长度是这个最大的变化率。

其次是散度:
定义:div F=▽·F
在矢量场F中的任一点M处作一个包围该点的任意闭合曲面S,当S所限定的区域直径趋近于0时,比值∮F·dS/ΔV的极限称为矢量场F在点M处的散度。
由散度的定义可知,div F表示在点M处的单位体积内散发出来的矢量F的通量,所以div F描述了通量源的密度。 散度可用表征空间各点矢量场发散的强弱程度,当div F>0 ,表示该点有散发通量的正源;当div F<0 表示该点有吸收通量的负源;当div =0,表示该点为无源场。

最后是旋度:
定义:面元与所指矢量场f之矢量积对一个闭合面S的积分除以该闭合面所包容的体积之商,当该体积所有尺寸趋于无穷小时极限的一个矢量。
设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以闭合曲线L为界的面积也将逐渐减小.一般说来,这两者的比值有一极限值,记作即单位面积平均环流的极限。它与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭合曲线为界的面积法线方向且通常L的正方向与规定要构成右手螺旋法则。
旋度的重要性在于,可用通过研究表征矢量在某点附近各方向上环流强弱的程度,进而得到其单位面积平均环流的极限的大小程度。

最后总结一下,梯度表征的是某点标量的变化率;散度表征的是某点通量的密集程度,可以理解为场线的密集程度;旋度表征的是某点附近发现上的环流强弱程度。
都是顾名思义。
梯度用来形容一个标量场,他表示这个标量场沿某一方向的变化率。学过2维的导数吧,变量y沿x坐标的梯度就是y沿x方向的导数。导数越大,表示这个量变化的越快。
散度形容一个向量场的在空间的敛散强度。散度的正负表示该向量场的收敛还是发散,大小表示该量场通量的空间体密度。举个例子:你发想在一个封闭曲面内,某一个向量场做散度计算为零,那么你选的这个曲面内部一般没有这个向量场的激发源,如果是正的,说明向量场从你选的空间内对外膨胀,发散,越大说明强度越猛。负的,表示该向量场在你选的空间内部发生了湮灭,越大,说明湮灭的强度越猛。
旋度表示向量场对其作用的元素的旋转强度。他的正负代表他会对其作用的元素朝着顺时针或逆时针方向旋转,他的大小表示这个旋转力的大小。举个例子:你站在漩涡中,水流的推力的旋度肯定是垂直水平的,垂直水平向上代表(按右手定则)你会被逆时针卷入漩涡,旋度朝下反之;显然你在漩涡中心和漩涡边缘受到的推力大小肯定不一样,说明漩涡中间的旋度比边缘的大。旋度反映了向量场超某个面的面密度。

散度源与旋度源有什么具体的物理意义吗?

变化的磁场是电场的旋度源,电荷是电场的散度源,这句话怎么理解?
源分为旋度源和散度源,无源场既无旋度也无散度。所以要读的。 不需要。(刚才打字错了)源指:源和汇 divU=0,推不出rotU=0.事实上水边界层流动
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