梯度、散度、旋度

 

梯度是个向量

或表示为

散度是个标量

设有一个向量场

通量可写为

则散度

并有运算关系式

旋度是个向量

rotA或curlA

或可以写成

例如求F沿路径r做的功

矢量的环流:矢量沿闭合回路的线积分称为环流

说明:哈密顿算符∇ ,只是个符号,直接作用函数表示梯度,∇dotA点乘函数(矢量)表示散度,∇XA叉乘函数(矢量)表旋度。


散度指流体运动时单位体积的改变率。简单地说,流体在运动中集中的区域为辐合,运动中发散的区域为辐散。 其计算也就是我们常说的“点乘”。 散度是标量,物理意义为通量源密度。

散度物理意义:对流体来说,就是流体的形状虽然改变,但是由于散度为0,则其面积或体积不变。如下式


梯度物理意义:最大方向导数(速度)

散度物理意义:对流体来说,散度指流体运动时单位体积的改变率。就是流体的形状虽然改变,但是由于散度为0,则其面积或体积不变。

旋度物理意义:旋度是曲线,向量场旋转的程度。矢量的旋度是环流面密度的最大值,与面元的取向有关。

 
附:

散度为零,说明是无源场;散度不为零时,则说明是有源场(有正源或负源)

若你的场是一个流速场,则该场的散度是该流体在某一点单位时间流出单位体积的净流量. 如果在某点,某场的散度不为零,表示该场在该点有源,例如若电场在某点散度不为零,表示该点有电荷,若流速场不为零,表是在该点有流体源源不绝地产生或消失(若散度为负).

一个场在某处,沿着一无穷小的平面边界做环积分,平面法向量即由旋度向量给定,旋度向量的长度则是单位面积的环积分值.基本上旋度要衡量的是一向量场在某点是否有转弯.

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