渦（流体力学における回転現象）

渦（うず）とは、流体やそれに類する物体が回転して発生する螺旋状のパターンを指す。気体や液体を問わず広く観察される現象であり、身近な例としては排水時の渦や洗濯機の水流、大規模な気象現象である台風や竜巻などが挙げられる。

流体力学における定義

流体力学において、流体の微小要素の運動は「並進運動」「回転運動」「歪みによる運動」に分解できる。このうち、渦の形成において中心的な役割を果たすのが回転運動である。微小要素の回転の様子は渦度（うずど）によって定義される。

速度場をv、回転演算子をrotとすると、渦度ωはω = rot vとして表される。渦度がゼロの状態は「渦なし」と呼ばれ、渦度が存在する場合に流体内に渦が形成される。

発生のメカニズム

渦は流体が一点に集まる際、各部分が中心に向かう方向に対して横方向の運動量を持っている場合に発生しやすい。角運動量保存の法則により、中心に近づくにつれて回転速度が増加する。また、地球規模の気象現象においては、コリオリの力が作用することで、北半球では反時計回り、南半球では時計回りの渦が形成される。