开尔文环量守恒定理(Kelvinˊs circulation preserving theorem),理学-力学-流体力学-﹝流体力学基础﹞-开尔文环量守恒定理,流体动力学中的一个著名的定理。内容是:在无黏性、正压流体中,若外力有势,则沿由相同流体质点组成的封闭曲线的速度环量在随体运动过程中恒不变。 在流体力学中,沿封闭曲线的速度环量定义为线积分: (1)式中为速度环量;为速度矢量;为封闭曲线的线段元矢量。速度环量和涡通量通过下列斯托克斯公式联系起来: (2)式中为张在封闭曲线上的曲面;和分别为涡旋矢量和面积元矢量。由开尔文定理可推出反映涡旋保持性的涡旋不生不灭定理:假设流体是无黏性和正压的,且外力有势,若初始时刻在某部分流体内无旋,则在此时刻以前或以后的任一时刻中,这部分流体皆无旋。反之,若初始时刻该部分流体有旋,则在以前或以后的任一时刻,这一部分流体皆有旋。因为若初始时刻某区域内的流体运动无旋,则根据斯托克斯公式(2),该区域内沿任一封闭曲线的速度环量为零。设过一时刻此区域内的流体运动到一新区域,从开尔文定理易见,在新区域内沿任一可能的封闭曲线的速度环量也为零。