virtausanalyyseissä

Virtausanalyysi on menetelmä, jota käytetään nesteiden tai kaasujen virtauksen tutkimiseen ja mallintamiseen. Se perustuu fysiikan peruslakien, kuten massan säilymisen, liikemäärän säilymisen ja energian säilymisen, soveltamiseen. Nämä lait muotoillaan matemaattisiksi yhtälöiksi, joita kutsutaan Navier-Stokesin yhtälöiksi, jotka kuvaavat virtaavan aineen käyttäytymistä.

Virtausanalyysi voidaan toteuttaa joko kokeellisesti tai numeerisesti. Kokeelliset menetelmät, kuten virtausmittaukset ja visualisointitekniikat, antavat suoria mittauksia virtauksen ominaisuuksista. Numeerinen virtausanalyysi, joka tunnetaan myös nimellä laskennallinen virtausdynamiikka (CFD), käyttää tietokoneita virtausta kuvaavien yhtälöiden ratkaisemiseen. CFD jakaa tutkittavan tilavuuden pieniin osiin, joita kutsutaan soluiksi, ja ratkaisee yhtälöt jokaisessa solussa.

Virtausanalyysin sovelluksia on monilla aloilla. Ilmailu- ja avaruustekniikassa sitä käytetään lentokoneiden ja avaruusalusten aerodynamiikan tutkimiseen. Autoteollisuudessa sitä sovelletaan ajoneuvojen ilmanvastuksen vähentämiseen ja moottorien tehokkuuden parantamiseen. Rakennustekniikassa virtausanalyysillä voidaan tutkia tuulen vaikutusta rakennuksiin tai vesivirtausta putkistoissa. Myös lääketieteessä, ympäristötieteissä ja energiatekniikassa virtausanalyysi on tärkeä työkalu. Se auttaa ymmärtämään esimerkiksi verenkiertoa tai ilmanlaadun leviämistä.