stromingsregimes

Stromingsregimes verwijzen naar de verschillende kwalitatieve patronen die een vloeistofstroom kan aannemen, bepaald door de verhouding tussen viscose krachten en inertiële krachten, en door kenmerken zoals compressibiliteit en geometrie. In de studie van stromingen worden stromingsregimes vaak beschreven met dimensieloze getallen, met name het Reynolds-getal (Re) en het Mach-getal (Ma), maar ook andere getallen kunnen relevant zijn afhankelijk van de context.

De belangrijkste categorieën zijn laminaire stroming, transitie en turbulente stroming. Laminar stroming verloopt glad en voorspelbaar, met lagen vloeistof die langs elkaar glijden. Transitie is de tussenfase waarin instabiliteiten groeien en onregelmatige bewegingen ontstaan. Turbulente stroming kenmerkt zich door chaotische fluctuaties, sterke menging en verhoogde transporten van momentum, warmte en massa.

De overgang tussen laminar en turbulente stroming hangt af van geometrie en randvoorwaarden. In rechte buizen geldt vaak dat laminar stroming behouden blijft bij Re ongeveer onder 2000–2100, terwijl turbulentie overheerst bij Re hoger dan circa 4000; tussenliggende waarden zijn sterk afhankelijk van ruwheid, inlet-problemen en verstoringen. Bij externe stroming rond objecten beïnvloeden vorm, oppervlakte en afstand tot de wrijvingslaag de kritieke Re voor het ontstaan van onrust en scheiding.

Naast laminar, transitie en turbulente stroming bestaan er ook categorieën zoals incompressibele versus compressibele stroming, stationaire versus tijdsafhankelijke stroming en volledig ontwikkeld versus zich ontwikkelende stroming. Voor vrije-oppervlakte- of schokgolfstromingen spelen vaak de Froude- en Strouhal-getallen een rol.

Het begrip stromingsregimes ondersteunt ontwerp en interpretatie in de techniek. Het beïnvloedt voorspellingen van drukverlies, warmteoverdracht en menging, en vormt de basis voor experimenten en berekeningen in computational fluid dynamics (CFD), waar turbulentie-modellen en meshing worden gekozen op basis van het regime.