virtausperiaatteisiin

Virtausperiaatteisiin viittaavat periaatteet kuvaavat nesteiden ja kaasujen liikkeen sekä siihen vaikuttavat voimat ja energiat. Ne muodostavat fluididynamiikan perustan ja ovat keskeisiä sekä teoreettisessa ymmärryksessä että käytännön suunnittelussa.

Keskeisiä periaatteita ovat massan säilyminen (continuity), liikemäärän säilyminen (Newtonin lain mukaisesti muodostuvat Navier–Stokes -yhtälöt) sekä energian säilyminen. Näiden lisäksi kuvataan aineen koostumusta ja sen vastuksia sekä viskositeetti- ja lämpöominaisuudet, jotka määrittävät nesteiden ja kaasujen reaktiot paine- ja nopeusmuutoksiin.

Eri virtauksia luonnehtivat lisäksi Reynolds-luku, joka erottaa laminaarisen virtauksen turbulentista, sekä rajakerros ja paine- sekä nopeusprofiilit. Bernoullin periaate pätee tietyissä ideaalitilanteissa, joissa neste on vähän viskoosia ja virtaus on suhteellisen tasainen, mutta sen soveltaminen on rajoitettua tilanteissa, joissa viskositeetti, kiihtyvyys ja turbulenssi ovat merkittäviä.

Governing equations ja ratkaisut voidaan esittää analyyttisesti pienissä ja yksinkertaisissa tapauksissa tai numeerisesti. Tällöin käytetään usein laskennallisia menetelmiä kutenComputational Fluid Dynamics (CFD), sekä kokeellisia mittauksia virtausten kuvaamiseen ja validointiin.

Sovelluksia ovat putkistojen ja HVAC-järjestelmien suunnittelu, aerodynamiikka ja hydrodynamiikka ilmailussa ja meriliikenteessä sekä verenkiertojärjestelmien tutkimus biologiassa ja lääketieteessä. Virtausperiaatteetansa ohjaavat myös monimutkaisia tuotanto- ja energiasektoreita sekä ympäristö- ja rakennusteknisiä ratkaisuja.