Virtaussuuntautumiin

Virtaussuuntautumiin on suomalaisessa teknisessä ja tieteellisessä tekstissä käytetty termi, jolla viitataan ilmiöön, jossa kappaleet, hiukkaset tai rakenteet orientoituvat tai mukautuvat virtaavan aineen, nesteen tai kaasun virran suunnan mukaan. Termi muodostuu sanoista virtaus (flow) ja suuntautuma (orientation) sekä -iin- loppuliitteestä, jolla viitataan kohti tai kohti-uun suuntaamista. Käyttökonteksteja ovat erityisesti neste- ja ilmasto-/hiukkasilmukkaa koskevat analyysit sekä mikrofluidiikan ja materiaalitutkimuksen sovellukset.

Määritelmä ja mekanismit. Virtaussuuntautumiin kuvaa tilaa, jossa kohteet orientoituvat virran aiheuttamien hydrodynamiikan voimien ja torquien vaikutuksesta. Esimerkiksi pitkät hiukkaset, kuitut, mikrobien kaltaiset solut tai pienhiukkaset voivat kääntyä siten, että niiden pääsuunta seuraa virran suuntaa tai sen gradientteja. Tämä ilmiö johtuu hydrodynaamisista vuorovaikutuksista, kuten putkivirroissa syntyvistä vektorisuuntautumisvauhdin aiheuttamasta kiertorotaatioista sekä viskoosin vastuksen anisotropiasta. Ilmiö korostuu erityisesti laminaarissa ja lievästi turbulenssissa niveltyvissä virtauksissa sekä mikrokanavissa, joissa virran suunnan muutokset ovat hallittu ympäristötekijä.

Sovellukset ja merkitys. Virtaussuuntautumiin on olennaista mikrometri- ja millimetriasäiliöissä suunnittelussa, separateerauksessa, epäorgaanisten tai biologisten kuitujen orientoinnissa sekä komposiittimateriaalien valmistuksessa, jossa kuidut tai hiukkaset pyritään asettamaan tiettyyn suuntaan virran mukaan. Ilmiötä käsitellään myös simulaatioissa, joissa virtausgradientit ja pyöriöt szybillä ennustetaan kappaleiden asentoa tilassa.

Etymologia ja käyttö. Virtaussuuntautumiin-q perustuu sanoihin virtaus ja suuntautuma; se esiintyy pääasiassa teknisissä ja tieteellisissä yhteyksissä. Synonyymejä tai läheisiä käsitteitä ovat virtaussuuntautuminen ja suuntautuminen virtausta kohti. Lisätietoja löytää hydrodynamiikan ja mikrofysiikan teksteistä sekä aiheeseen liittyvistä tutkimuslähteistä.

See also: virtaus, suuntautuminen, hydrodynamiikka, mikrofuidiikka, epäorgaaniset kuidut.