无旋运动是
大气科学和
流体力学势流理想流体、正压且外力有势的条件下,流动呈现无旋特性,典型应用包括水库泄水、波浪运动及均匀来流绕物体流动(边界层外)。理论层面,
开尔文最小能量定理表明单连域边界条件下无旋运动具有最小动能特性。
无旋运动与势流具有等价性,其速度场可通过势函数梯度唯一确定。根据
开尔文定理,当流体无粘性、正压且外力有势时,初始无旋的流动将始终保持无旋。在
单连通域边界条件下,无旋运动具有最小动能特性,即相较于其他满足相同边界条件的流动形式,其动能达到极小值。
根据
伯努利方程(拉格朗日积分),无旋流动中压强分布可通过速度场直接计算:$$$$其中$
ho$为
流体密度,(t)$为时间相关常数。这一特性简化了流体动力载荷的工程计算。