Vloeistofbeweging

Vloeistofbeweging is de wetenschap die de beweging en verdeling van vloeistoffen en gassen als continue media bestudeert. Het veld onderzoekt hoe drukverschillen, zwaartekracht, viskeuze krachten en andere invloeden stroming veroorzaken en hoe eigenschappen zoals dichtheid en viscositeit deze beweging sturen.

De kernwetten zijn behoud van massa en behoud van momentum. De continuïteitsvergelijking koppelt veranderingen in dichtheid aan de in- en uitstroom, terwijl de Navier–Stokes-vergelijkingen de beweging van een Newtoniaanse vloeistof beschrijven: de snelheid verandert door drukgradiënten, viskeuze krachten en externe krachten.

Stromingen worden vaak onderverdeeld in laminaire stroming, die ordelijk verloopt, en turbulente stroming, die chaotisch en onvoorspelbaar is. De overgang tussen beiden wordt vaak bepaald door de Reynolds-getal, een maat voor de relatieve kracht van inertie en viscositeit. Veel stromingen kunnen worden verondersteld incompressibel, vooral bij vloeistoffen bij lage snelheden, terwijl compressibele stroming vereist is bij hoge snelheden of gasstromen. In eenvoudige, inviscide en irrotatieve stromingen wordt soms Bernoulli’s principe toegepast.

Toepassingen omvatten hydraulische systemen, luchtvaart en voertuigontwerp, oceanografie, meteorologie en biologische stromingen zoals bloedcirculatie. Methoden om vloeistofstromingen te bestuderen zijn analytische oplossingen voor eenvoudige gevallen, experimentele meet- en visualisatie technieken en computationele stromingsdynamica (CFD) voor complexe situaties.