pintavirtaus

Pintavirtaus on nesteen tai kaasun virtausta, jossa suurin osa liikkeestä tapahtuu Tangentin suuntaisesti rajapintaan nähden. Tällainen virtaus esiintyy usein rajakerroksessa, lyhyellä syvyydellä pinnan tuntumassa, jossa nopeus muuttuu nopeasti syvemmälle mentäessä.

Pintavirtauksen syntyyn vaikuttavat viskositeetti ja ulkoiset voimat. Rajapinnan ja virtaavan aineen välinen tangentin suuntainen stressi sekä painegradientit, tuuli, gravitaatio ja kapillaariset voimat voivat johtaa pintavirtauteen. Meri- ja ilmakehässä pinta virtaavat usein näiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta, ja pienemmissä rakenteissa, kuten ohuiden nestefilmien tapauksissa, nähtävissä on filmivirtaus pintaa pitkin.

Teoreettisesti pintavirta kuvataan Navier–Stokes-yhtälöillä sekä rajakerroksen lähestymistavalla. No-slip-periaatteen mukaan rajapinnassa nesteen nopeus vastaa pinnan liikettä; jos pinta on pysyvä, rajakerroksen tangentin nopeus pienenee syvemmällä. Tämä johtaa siihen, että pintaan liittyvät virtausasemat voivat vaikuttaa suuresti sekoittumiseen, lämmön- ja massansiirtoon sekä uusien nesteiden jakautumiseen pintaa vasten.

Mittauksessa pintavirta voi havaita partikkeliseurannalla, fluoresenssimittauksilla tai Doppler-tekniikoilla. Pintavirtaus on keskeinen tekijä sekä luonnollisissa järjestelmissä (kuten meressä ja ilmakehässä) että teknisissä sovelluksissa, kuten coating-, mikrofluidi- ja lämmönsiirtosovelluksissa.