В гидродинамике пакет жидкости , также известный как элемент жидкости или материальный элемент , представляет собой бесконечно малый объем жидкости, идентифицируемый на протяжении всей его динамической истории при движении с потоком жидкости. [1] При движении масса жидкого пакета остается постоянной, в то время как в сжимаемом потоке его объем может изменяться, [2] [3] и его форма изменяется из-за искажений потоком. [1] В несжимаемом потоке объем жидкости также является постоянным ( изохорный поток).
Материальные поверхности и материальные линии являются соответствующими понятиями поверхностей и линий соответственно. [1] [4]
Математическая концепция жидкого пакета тесно связана с описанием движения жидкости — ее кинематики и динамики — в лагранжевой системе отсчета . В этой системе отсчета порции жидкости помечены и прослежены в пространстве и времени. Но и в эйлеровой системе отсчета понятие текучих участков может быть полезным, например, при определении материальной производной , линий тока, полосовых линий и траекторий ; или для определения дрейфа Стокса . [1]
Жидкие частицы, используемые в механике сплошной среды , следует отличать от микроскопических частиц (молекул и атомов) в физике . Посылки жидкости описывают среднюю скорость и другие свойства частиц жидкости, усредненные по масштабу длины , который велик по сравнению со средней длиной свободного пробега , но мал по сравнению с типичными масштабами длины конкретного рассматриваемого потока. Это требует, чтобы число Кнудсена было небольшим, что также является предпосылкой для обоснованности гипотезы континуума. [2] [4] [5] Далее обратите внимание, что в отличие от математической концепции жидкого участка, который может быть однозначно идентифицирован, а также исключительно отличен от непосредственно соседних участков, в реальной жидкости такой участок не всегда будет состоять из те же самые частицы. Молекулярная диффузия будет медленно изменять свойства посылки. [2] [4]