tryckfördelningar

Tryckfördelningar beskriver hur trycket i en fluid eller vid en yta varierar över området och över tiden. Trycket är kraft per enhetsarea och påverkas av fluidens egenskaper samt flödesförhållanden. Begreppet används inom hydraulik, aerodynamik och many andra områden där vätskor och gaser ingår.

Trycket delas ofta upp i hydrostatisk och dynamisk del. Hydrostatisk tryck uppstår i stilla eller långsamt rörlig vätska och ökar med djupet enligt P = P0 + ρ g h, där P0 är ytan atmosfäriska tryck, ρ är densiteten, g är gravitational acceleration och h är vertikalt djup. Dynamiskt tryck uppstår när fluiden rör sig och är kopplat till hastigheten via Bernoullis sats: p + 1/2 ρ v^2 + ρ g z ≈ konstant längs en strömning. Varje yta i kontakt med fluiden upplever vanligen en unik kombination av statiskt och dynamiskt tryck, vilket ger en detaljerad tryckfördelning över ytan.

Tryckfördelningar används för att bedöma krafter på strukturer och fordon. Inom flygteknik avgörs lyft och motstånd av hur trycket skiljer sig mellan vingens övre och undre yta; i fartygs- och bilkonstruktion styrs designen av hur ytrörelse och strömningar skapar belastningar. Byggnader utsätts för trycklaster vid vind; i industriella rörsystem analyseras hydrostatiska tryckförhållanden i kolonner och vätskeföringar.

Mätningar och beräkningar av tryckfördelningar sker vanligtvis med trycktaggar eller trycksensorer längs ytorna, experimentella tester i vind- eller vattenkanaler samt numeriska metoder som CFD eller FEM som beräknar tryckfält och risker för separation eller belastningar.