Zirkulation (Strömungsmechanik)

In der Strömungslehre ist die Zirkulation (Formelzeichen: Γ) ein Maß für die Rotation einer Strömung. Sie dient des Weiteren zur Charakterisierung der Stärke von Wirbeln. Gemäß dem SI-Einheitensystem wird die Zirkulation in m²/s angegeben.

Die Zirkulation ist als makroskopische Größe einer finiten Fläche zu verstehen. Sie ist definiert als Linienintegral in einem Geschwindigkeitsfeld $\vec v$ längs einer beliebigen, geschlossenen Kurve C:

$\Gamma = \oint_{C} \vec v \cdot d\vec s$

Durch den Satz von Stokes lässt sich eine Beziehung zur Wirbelstärke $\vec \omega$ herstellen:

$\Gamma = \int_{A} (\nabla \times \vec v) \cdot d\vec A = \int_{A} \vec \omega \cdot d\vec A$.

Dabei ist A die durch Kurve C eingeschlossene Fläche.

Potentialwirbel, auch Punktwirbel genannt, weisen keine Wirbelstärke auf, außer in ihrem Zentrum, der sog. Singularität.