Radialströmung

Radialströmning är ett fluidflöde där hastighetsvektorn är riktad radiellt utåt eller inåt från en central punkt och där flödet ofta uppvisar geometrisk symmetri kring denna punkt. Det uppstår ofta i sammanhang där en punktkälla eller sänka driver fluiden, till exempel vid ett pumpat system, i porösa medier eller i vattenförsörjning nära ett borrhål.

I stationära, inkompressibla flöden uppfylls kontinuitetsekvationen ∇·v = 0. Om v endast har en radiell komponent u_r(r) e_r, fås i tre dimensioner ∂(r^2 u_r)/∂r = 0, vilket ger u_r(r) = C/r^2. Flödeshastigheten faller som 1/r och flödet genom en sfär med radie r är konstant: Q = 4π r^2 u_r. I två dimensioner (till exempel i ett tunt lager) blir ∇·v = (1/r) ∂(r u_r)/∂r, vilket leder till u_r(r) = C/r och Q = 2π r u_r är konstant.

Begränsningar och tolkningar: radialströmning är en idealisering som används för att beskriva flöden med hög grad av radiell symmetri. I verkliga system påverkas flödet av viskositet, turbulens, hinder och tidsvariationer. Inom hydrogeologi och brunnsmodellering används radialströmningar ofta tillsammans med Darcy's lag eller potentialflöden (Laplaces ekvation) för att beskriva spridning och transport.

Se även: potentialflöde, Laplaces ekvation, punktkälla, Darcy-flöde.