Strömungen

Strömungen bezeichnet in der Physik und Technik das räumlich geordnete Fließen von Flüssigkeiten und Gasen. Sie entstehen durch Druckgradienten, Gravitationskräfte oder Temperaturunterschiede und werden durch die Gleichungen der Fluiddynamik beschrieben. Typische Eigenschaften sind Geschwindigkeit, Dichte und Viskosität; Strömungen können laminar (geordnet) oder turbulent (ungeordnet) sein. Der Übergang hängt unter anderem von der Reynolds-Zahl ab.

Anwendungsbereiche reichen von technischen Systemen wie Rohrleitungen, Wärmetauschern und Belüftung über Umwälzsysteme in Maschinen bis hin zu natürlichen Phänomenen wie atmosphärischen Winden, Jetströmen und Meeresströmungen. Meeres- und Luftströmungen transportieren Wärme, Stoffe und Impulse und beeinflussen Klima, Umwelt und Industrie.

Die theoretische Grundlage bilden die Navier-Stokes-Gleichungen, die Kontinuitätsgleichung und Konzepte wie Viskosität und Grenzschicht. Turbulenz ist ein zentrales Phänomen, das oft bei hohen Reynolds-Zahlen auftritt. Zur Vorhersage von Strömungen werden analytische Methoden für einfache Geometrien oder numerische Simulationen (Computational Fluid Dynamics, CFD) eingesetzt.

Messung erfolgt durch Sensoren, Tracer oder Satellitenbeobachtung; Experimente im Labor oder Feld liefern Daten zur Validierung von Modellen. Strömungen sind in vielen Bereichen relevant, darunter Gebäudetechnik, Umweltwissenschaften, Ozeanografie und Meteorologie. Große globale Strömungen wie der Golfstrom oder Jetstreams beeinflussen das Klimasystem.