渦度・流れ関数法

渦度・流れ関数法とは、2次元非圧縮性ナビエ・ストークス方程式（NS方程式）の未知変数を減らして解析を簡単にするための手法のひとつ。NS方程式には未知変数が"x" 方向速度、"y" 方向速度、圧力の3つあるが、これを渦度ζと流れ関数ψの2つにする方法である。
導出.
次の2式から始める：
以上の2式には、未知変数が速度u の"x" 方向成分、"y" 方向成分、および圧力の3つある。NS方程式の回転をとり、連続の式と連立させることによって、次の渦度輸送方程式を導くことができる:
ここで、ζは渦度である：
さらに流れ関数ψを、次式を満たす関数と定義する：
すると次の式に書き換えることができる：
上式は未知変数が渦度ζと流れ関数ψの2つだけであり、元のNS方程式に比べ、解析が簡単になる。