Strømningsforholdene

Strømningsforholdene beskriver egenskapene ved en væskestrøm i et gitt medium. De omfatter hastighetsfordeling, trykkforhold, tetthet, viskositet og graden av turbulens, samt grenseffekter mellom strømmen og omgivelsene. Slike forhold er relevante i mange fagområder, fra rør- og byggeteknikk til hydraulikk i elver og i åpne kanaler, samt i biologiske systemer der blod- eller væskestrøm foregår.

Et sentralt poeng ved strømningsforhold er overgangen mellom laminær og turbulent strøm. Laminær strøm følger lag som glir forbi hverandre med liten blanding, mens turbulent strøm preges av virvler og uregelmessige hastighets- og trykkfluktuasjoner. Reynolds-tallet (Re) brukes ofte som retningsgivert for strømregimet: lavt Re gir laminær strøm, høyt Re gir turbulens, men grenseverdiene er kontekstavhengige og varierer mellom systemer. I rørsystemer er det ofte en grov tommelfingerregel at laminar strøm opptrer ved Re under cirka 2000, og turbulent ved Re over cirka 4000, med overgangsområder mellom disse tallene.

I åpne kanaler og elver påvirkes strømningsforholdene av vannhøyde, kanalgeometri, helling og bunntype. Turbulens, friksjon mot bunn og vegger samt sedimentering spiller en viktig rolle for transport og erosjon. For åpne kanaler brukes ofte Manning-ligningen eller Froude-tallet til å beskrive strømmenes regime og evne til å transportere materiale.

Måling og analyse av strømningsforholdene skjer gjennom feltmålinger og simuleringer. Instrumenter som strømningsmålere, pitotrør og partikkelspor brukes i felt, mens beregninger ofte gjøres med beregningsbasert fluiddynamikk (CFD) for numeriske løsninger av strømmenes oppførsel.