Strømningslove

Strømningslove er grundlæggende relationer i fluiddynamik, der beskriver, hvordan væsker og gasser opfører sig i bevægelse. De hviler på principperne om bevaring af masse, impuls og energi og gælder i mange sammenhænge fra rør og kar til fly og havstrømme.

Den mest fundamentale er kontinuitetsligningen (bevarelse af masse). For et inkompressibelt flow er ∇·u = 0, hvor u er hastighedsfeltet. Generelt kan massebevarelse skrives som ∂ρ/∂t + ∇·(ρu) = 0.

Impulsbevarelse beskrives af Euler-ligningen for en ideel væske og af Navier–Stokes-ligningen for en viskøs væske: ρ(du/dt + u·∇u) = -∇p + μ∇²u + f. Inkompressible flow kan forenkles med ∇·u = 0 og konstant tæthed ρ, hvor viskositetens virkninger medtages gennem μ.

Energimæssige relationer beskriver varme og temperatur i strømningen og bruges i varmetransport og termisk energi, ofte i kombination med impuls- og massebalancer i mere komplekse modeller.

Bernoullis princip er en forenklet form af impulsligningerne langs en strømlinje for inkompressibel, ideel og stationær strømning: p + ½ρ v² + ρgh = konstant.

Specifikke love omfatter Poiseuille-loven for laminar, cirkulær rørstrømning: Q = (π ΔP R⁴) / (8 μ L) og Darcy–Weisbach-ligningen for tryktab: Δh_f = f (L/D) (v²/(2g)). Reynolds tal Re = ρ v L / μ bruges til at skitsere overgang mellem laminar og turbulent strømning.

Disse love giver grundlag for beregning af tryk, hastighed og energitab i rør, aerodynamik, fjern- og havstrømme samt andre tekniske systemer.