Strømlinjer

Strømlinjer er kurver i en væske- eller gasstrøm som følger hastighetsfeltet. På hvert punkt peker tangenten til en strømlinje i retningen av væskens hastighet. De brukes til å visualisere strømningen rundt objekter, slik at man kan se retningene i feltet og hvordan strømningen fordeler seg i rommet.

I to dimensjoner kan strømlinjer beskrives ved en potensfunksjon psi, der hastighetskomponentene er v_x = ∂ψ/∂y og v_y = -∂ψ/∂x. En vanlig måte å tegne strømlinjer på er å løse differensialligningen dy/dx = v_y/v_x; alle strømlinjer tilhører en familie psi(x,y) = konstant. I en steady strømning forblir strømlinjer adskilte og kan ikke krysse hverandre; i tidsvarierende strømning kan de endre seg over tid og skille seg fra partikkelbaner (pathlines) og speilbilder av strømmen.

Bruksområder: Strømlinjer brukes i aerodynamikk og hydrodynamikk for å studere luftstrøm rundt vinger, biler og skip, samt rundt bygninger. De er også vanlige i meteorologi og havforskning for å illustrere vind- og strømfelt, og i medisin for å visualisere blodstrøm i arterier. Modne visualiseringsteknikker, som Particle Image Velocimetry (PIV), brukes til å beregne og vise strømlinjer fra målt hastighetsfelt.

Relaterte begreper: Strømlinjeformet refererer til en form som reduserer drag ved å tilpasse overflaten til strømningen. Moderne analyse kombinerer numeriske metoder og visualisering for å studere strømlinjer i komplekse, tre-dimensjonale strømninger.