Strømningsregimer

Strømningsregimer beskriver mønstrene fluidet følger når det beveger seg under gitte forhold som hastighet, tetthet, viskositet og geometrisk innretning. Begrepet brukes bredt i fluiddynamikk, hydraulikk og miljø- og energiteknikk for å skille mellom jevnt, lagvis bevegelse og uordnet, roterende bevegelse.

Den vanligste klassifikasjonen deler strømningen inn i laminar, transitional og turbulent. Laminar strømning er jevn og lagvis; turbulent er kaotisk med sterke virvler. Overgangen skjer ofte ved Reynolds-tallet Re = ρVD/μ. I åpne kanaler brukes også Froude-tallet Fr til å angi forholdet mellom inertialkrefter og gravitasjon, dvs. subkritisk versus superkritisk strømning.

Regimene påvirkes av geometri og overflateforhold (dimensjon, bunntype, ruhet), fluidets densitet og viskositet, temperatur og trykk. Ved normalt drift i industrielle rørsystemer er turbulens vanlig; lavere Re eller spesialtilstander kan gi laminar eller overgangsstrømninger.

Strømningsregimer har betydning for overføring av momentum, varme og masse, samt trykkfall og svingninger. Modellering innebærer å velge laminarantakelse i enkle tilfeller, eller bruke turbulensmodeller som RANS (k-ε, k-ω), LES eller DNS i mer detaljerte studier.

Anvendelsesområder inkluderer vannforsyningsrør, avløp, varmevekslere, elver og bekker i hydraulikk, samt bygnings- og ventilasjonsdesign hvor luftstrømmenes regime påvirker komfort og energieffektivitet.