Stromingsproces

Stromingsproces is een proces waarbij een vloeistof of gas in beweging komt en daardoor transport mogelijk maakt van massa, impuls en energie. Stromingen ontstaan door drukverschillen, zwaartekracht en viskeuze krachten, en worden beïnvloed door de geometrie van het systeem en de grenslagen langs wanden. Stromingsprocessen kunnen laminar zijn (gladde, ordenlijke stromingslijnen) of turbulent (chaotisch, sterk mengend). Ze kunnen stationair zijn (de stroming blijft op elk punt constant in de tijd) of niet-stationair, en incompressibel (dichtheid constant) of compressibel.

De wiskundige beschrijving berust op de behoudswetten: continuïteitsvergelijking (conservatie van massa), de Navier-Stokes-vergelijking (conservatie van momentum) en de energiebalans. Bij eenvoudige gevallen levert men vaak analytische oplossingen; bij complexe geometrieën of ongunstige randvoorwaarden gebruikt men numerieke methoden zoals Computational Fluid Dynamics (CFD).

Kernbegrippen zijn onder meer drukgradiënt, viscositeit, turbulente viscositeit en grenslagen langs wanden. Dimensionless getallen zoals het Reynoldsgetal (stroomtype), het Prandtlgetal en het Pécletgetal helpen bij karakterisering van het gedrag en schaalmodellering.

Toepassingen van stromingsprocessen komen voor in engineering (pijpleidingen, ventilatiesystemen, vliegtuigen), meteorologie en oceanografie (windpatronen, oceaanstromingen), biomedische stromingen (bloedcirculatie) en procesindustrie. Metingen en simulaties variëren van debietmeters en anemometrie tot PIV-technieken en CFD-modellen.