Strömungseinwirkung

Strömungseinwirkung bezeichnet die Einflussnahme eines bewegten Fluids auf Bauteile, Strukturen oder Systeme. Sie umfasst die Kräfte, die durch die Strömung an Oberflächen auftreten, darunter Druckkräfte aus der Druckverteilung, dynamische Druckkräfte aus der Strömungsgeschwindigkeit und viskose Schubspannungen in der Grenzschicht. Aus diesen Kräften ergeben sich Lasten wie Widerstand (Drag) und Auftrieb sowie potenzielle Verformungen.

Typische Phänomene der Strömungseinwirkung sind Turbulenz, Strömungsabriss, Wirbelbildung (Vortex shedding), Kavitation und Erosion bei hohen Geschwindigkeiten oder harten Randbedingungen. Strömungseinwirkungen werden in vielen Bereichen berücksichtigt, etwa beim Schiff- und Flugzeugbau, beim Brücken- und Gebäudedesign, bei Windenergie, in der Offshore-Technik und in der Prozessindustrie.

Die Analyse beruht auf der Fluiddynamik: Die Navier-Stokes-Gleichungen bilden die Grundlage; Reynolds-Zahl und andere dimensionale Kennzahlen helfen bei der Charakterisierung der Strömung. Zur Vorhersage werden oft numerische Verfahren (CFD) eingesetzt und durch experimentelle Tests in Windkanälen, Wasserkanälen oder Feldmessungen validiert. Wichtige Kenngrößen sind der Druckkoeffizient, der Drag- und der Auftriebskoeffizient sowie Parameter der Grenzschicht.