Virtausvalinta

Virtausvalinta tarkoittaa nesteen tai kaasun reitityksen valintaa useammasta mahdollisesta kulkureitistä järjestelmässä. Se syntyy, kun virta jakautuu tai yhdistyy eri haaroille ja sen suunta ja määrä määräytyvät paine-erojen, hydraulisesta vastuksesta sekä mahdollisten säätö- tai ohjausmekanismien vaikutuksesta. Käytännössä virtausvalinta kuvaa, miten nesteen polut valikoituvat esimerkiksi putkistossa, kanavaverkossa tai ilmastoinnin reitittimissä.

Konteksteja virtausvalinnalle on useita. Hydraulisissa ja rakennus-, teollisuus- sekä ilmanvaihtojärjestelmissä virtaus jakaantuu haaroihin suunnittelun ja käytön mukaan. Mikroskooppisessa maailmassa kuten mikrofluidiikassa virta ohjataan kanavien ja venttiilien avulla, jolloin reitin valinta mahdollistaa esimerkiksi sekvensoinnin ja analytiikan. Porous mediaan liittyy virtausvalinta eri läpäisevyys- tai permeabiliteettirisujen vuoksi, esimerkiksi geologiassa ja vesivarojen hallinnassa.

Teoreettisesti virtausvalinnan voi mallintaa massan säilyvyyden ja energian periaatteiden sekä verkostomallien avulla. Jos virta on laminaali, Hagen–Poiseuille-laki tai vastaavat conductanssi-lähestymistavat voivat kuvailla, miten paine-erot jakavat virtaa eri poluille, joskus sähköisen analogian avulla. Käytännössä malleja kalibroidaan mittauksilla ja simulaatioilla, ottaen huomioon epälineaariset vaikutukset, pulsoituvat virtaukset sekä epävarmuudet.

Käytännön sovelluksiin kuuluvat esimerkiksi optimaalisen virtausjakautumisen suunnittelu, ilmanvaihdon hallinta sekä mikrofluidisten reittien ohjaus prosessien ja kokeiden toistettavuuden takaamiseksi. Lisätietoa löytyy fluid dynamics -kategorioista ja verkosto- sekä mikrofliudikkimallinnuksesta.