Geschwindigkeitsfeld


Geschwindigkeitsfeld

Ein Geschwindigkeitsfeld ist in ein physikalisches Feld, das jedem Ort im Raum eine Geschwindigkeit zuordnet.

Da Geschwindigkeiten mit Hilfe von Vektoren dargestellt werden, muss man dazu jedem Punkt des Raums sowohl einen Geschwindigkeitsbetrag, als auch eine Richtung zuweisen. Das Geschwindigkeitsfeld ist daher ein Vektorfeld. Diese Felder beschreiben Geschwindigkeiten im Raum, ohne die physikalischen Ursachen der Bewegungen (Kräfte) zu berücksichtigen (Kinematik). Sie haben daher den Charakter eines mathematischen Hilfsmittels und lassen sich aus Potentialen oder Kräften berechnen. In vielen Fällen hängt die Geschwindigkeit eines Körpers nur von dessen Position ab, d.h. das Geschwindigkeitsfeld ist zeitlich konstant und eine Beschreibung des Systems mit dessen Hilfe sehr einfach.

Geschwindigkeitsfelder spielen eine große Rolle in der Fluiddynamik. Beispielsweise Wasser, das in einem Rohr strömt, lässt sich mit deren Hilfe beschreiben. In anderen Fällen ist die Verwendung dieser Felder unverzichtbar geworden: die Navier-Stokes-Gleichung besitzt z. B. einen Term, der direkt mit dem Geschwindigkeitsfeld des Mediums verbunden ist. Ein entscheidender Vorteil der Geschwindigkeitsfelder besteht in der Fluiddynamik auch darin, dass sie experimentell zu messen sind.

Siehe auch: Strömungsfeld