stromingslijnen

Stroomlijnen (ook wel stromingslijnen) zijn krommen in een vloeistof waarin de raaklijn op elk punt parallel loopt aan de lokale snelheidsvector van de vloeistof. Ze geven een visuele voorstelling van de richting van de stroming op een bepaald moment. In drie dimensies wordt een stroomlijn gedefinieerd door het snelheidsveld u(x,y,z,t): dx/u = dy/v = dz/w. In twee dimensies volstaat dy/dx = v/u.

Bij een stationaire stroming (tijdonafhankelijk veld) hangen de stroomlijnen niet af van tijd; in dat geval komen stroomlijnen, padlijnen en streaklines niet noodzakelijk overeen, maar ze coincideren wanneer de stroming daadwerkelijk tijdonafhankelijk is. In een onstabiele stroming kunnen stroomlijnen echter veranderen in de tijd en kunnen andere lijnen in het veld verschillend lopen.

Visualisatie en toepassing: stroomlijnen worden vaak zichtbaar gemaakt met rook of kleurstoffen; in computational fluid dynamics worden ze afgeleid uit de berekende snelheidsvelden. Ze helpen bij het interpreteren van stromingspatronen rond objecten, wervelingen en drukverdeling, en zijn belangrijk bij het ontwerp van vleugels, pijpleidingen en andere stromingsgerelateerde systemen. In meteorologie wordt de werking van de wind rondom gebergten of gebouwen ook gevisualiseerd met stroomlijnen.

Beperkingen: een stroomlijn geeft slechts een momentopname van de stroming, en in tijdsafhankelijke stromingen kunnen ze snel veranderen. Daarom dienen stroomlijnen te worden geïnterpreteerd als onderdeel van een groter geheel van stromingsanalyse, inclusief padlijnen en streaklines waar relevant.