Rajakerrosyhtälöitä

Rajakerrosyhtälöt ovat joukko differentiaaliyhtälöitä, joita käytetään kuvaamaan virtausta lähellä kiinteää pintaa. Näitä yhtälöitä kutsutaan myös Navier-Stokesin yhtälöiden rajakerrosversioiksi. Ne yksinkertaistavat Navier-Stokesin yhtälöitä tietyin oletuksin, jotka pätevät silloin, kun viskoosisten voimien vaikutus on merkittävä vain ohuessa rajakerroksessa pinnan vieressä.

Yleensä rajakerrosyhtälöitä käytetään kuvaamaan ilmakehän virtausta, merivirtoja ja lentokoneiden siipien ympärillä tapahtuvaa ilmavirtauksen käyttäytymistä. Oletukset, jotka johtavat rajakerrosyhtälöihin, ovat tyypillisesti, että virtaus on laminaarista ja paksuus on pieni verrattuna sen pituuteen. Lisäksi oletetaan, että paine muuttuu hitaasti virtausnopeuden suunnassa.

Rajakerrosyhtälöiden ratkaiseminen voi olla haastavaa, ja ne vaativat usein numeerisia menetelmiä. Yhtälöiden ratkaiseminen antaa tietoa muun muassa nopeusprofiileista, painehäviöistä ja pinnan kitkasta. Nämä tiedot ovat tärkeitä aerodynamiikassa, hydrodynamiikassa ja muilla insinööritieteiden aloilla rakenteiden suunnittelussa ja suorituskyvyn optimoinnissa. Rajakerrosyhtälöitä voidaan soveltaa sekä ulkoisten että sisäisten virtausten analysointiin.