旋度的簡單理解方法
轉(zhuǎn)發(fā)一篇關(guān)于旋度意義的解釋。
什么是旋度:假設(shè)有一速度場,旋度是度量該速度場中的旋轉(zhuǎn)分量。即以數(shù)學(xué)語言的方式來形容速度場的旋轉(zhuǎn)程度。
1、旋度公式:

為了便于記憶將公式寫成:

2、我們該如何理解旋度?
首先我們不考慮三維空間,建立一個二維平面,即 XY 平面。假設(shè)速度場沿 X 方向速度分量是 P(x,y)i,沿 Y 方向的速度分量是 Q(x,y)j。在 XY 平面中有一剛體。如下圖:

圖中的剛體可以是一塊木板、玻璃什么的。

當(dāng)向量 Q1=Q2=Q3=……Qn的時候,其中Q向量代表速度,向量的長度代表速度的大小。大家可以發(fā)現(xiàn)剛體將沿著平行于 Y 軸的方向運動,而不會發(fā)生旋轉(zhuǎn),那么我們說剛體的旋度是 0。即

剛體將不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。那么剛體如何才能旋轉(zhuǎn)呢?
大家很容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)

的時候,即沿著剛體的方向 Q 發(fā)生變化時候剛體將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),如下圖:

物理學(xué)中我們知道旋轉(zhuǎn)線速度=角速度 半徑(v=w r),所以角速度

旋轉(zhuǎn)軸方向垂直于 XY 平面。接下來我們看圖中的 A 點,如下圖:

這里的P1,P2和Q1,Q2指剛體上不同的點相對于Y軸和X軸的角速度變化。
那么很容易發(fā)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)是兩個旋轉(zhuǎn)的疊加,某一點的角速度

即旋度為

由于這是在XOY平面得出的結(jié)果,同樣在YOZ、XOZ平面也可以得出同樣的推論,因此得到旋度公式

通過上面的推理大家應(yīng)該已經(jīng)能夠差不多理解旋度的意義了。