Stroomdynamiek

Stroomdynamiek is een term die verwijst naar de dynamische toestand van stromende media en elektrische stromen. In het algemeen beschrijft het hoe stromen veranderen in de tijd onder invloed van krachten, randvoorwaarden en dissipatieve processen. In de wetenschappelijke literatuur wordt de term gebruikt voor zowel elektrisch-ingenieurskundige systemen als vloeistofdynamische stromen, met als doel de tijdafhankelijke respons van systemen te begrijpen en te voorspellen.

In elektrische systemen gaat stroomdynamiek over hoe elektrische stromen i(t) veranderen door bronnen, weerstand, inductantie en capaciteit. De basis ligt in Kirchhoffs wetten en de differentiaalvergelijkingen van R, L en C. Schakelingen zoals RL, RC en RLC laten exponentiële opbouw of afname zien, demping en resonantie. Bij wisselstroom wordt de respons vaak beschreven met impedantie Z(jω) en door middel van phasor- of Laplace-analyse. Transiënten, steady-state gedrag en de invloed van parasitaire elementen bepalen de prestatie van schakelingen en systemen.

In de hydrodynamica verwijst stroomdynamiek naar de beweging van watermassa's en de krachten die die beweging sturen. De kernvergelijking is de Navier–Stokes-vergelijking, waarin druk, zwaartekracht en viscositeit de beweging bepalen, en turbulentie een rol speelt. Stroompatronen worden uitgedrukt met snelheidvelden, streamlines en vortices en kunnen laminar of turbulent zijn. Toepassingen bevinden zich in rivier- en kuststromen, oceaancirculaties en estuaria, en in klimaat- en milieumodellen. Modellen variëren van analytische oplossingen tot computationele vloeistofdynamica (CFD).

Methoden en praktijk: metingen met sensoren en velocimetrie, gecombineerd met numerieke simulaties voor ontwerp en beleid. Het begrip stroomdynamiek vormt een gemeenschappelijke grondslag in elektrotechniek, civiele techniek, oceaan- en milieuwetenschappen en wordt toegepast bij energietransmissie, waterbeheer en stedelijke planning.