wervelstromen

Wervelstromen zijn draaikolkenachtige bewegingen die voorkomen in vloeistoffen of in geleiders wanneer er sprake is van rotatie, afschuiving of een veranderend magnetisch veld. Ze vormen circulaire of helikale stromingen die lokaal intensief transporteren van massa, momentum of energie mogelijk maken. De mate waarin wervelstromen ontstaan, wordt vaak beïnvloed door de gebruikte materialen, gefracieerde bewegingen en de snelheids- of veldtoenames.

In de vloeistofdynamica verwijst de term naar vortices: concentraties van vorticity, oftewel de roterende eigenschap van de stroming. Vortices kunnen ontstaan in de wakkers van een voorwerp, langs wrijvingsruimtes, bij shearlagen en door interactie tussen verschillende stromingen. Voorbeelden zijn de vortex shedding achter een staaf of vel, en de vorming van wervelstraten zoals de von Kármán-straat. De vorticiteit wordt vaak beschreven met ω = curl v en de ontwikkeling ervan hangt samen met de Reynolds-getal, dat het verloop van laminair naar turbulente stromingen bepaalt.

In de elektrotechniek en de natuurkunde verwijst wervelstroom (eddy currents) naar circulerende stroomlopeningen die in een geleider ontstaan door een veranderend magnetisch veld (Faradays wet). Deze wervelstromen veroorzaken verwarmingsverliezen en kunnen ongewenst zijn in motoren, generatoren en transformatoren, maar worden ook benut bij inductieverwarming en niet-destructieve testen. Methoden om wervelstromen te beperken zijn onder meer gelamineerde kernsamenstelling, magnetische afscherming en spleetontwerp.

Wervelstromen worden bestudeerd met fluidodynamische visualisatietechnieken en metingen van vorticiteit, terwijl voor wervelstromen in geleiders elektronicameting en magnetische velden worden gebruikt. Ze spelen een sleutelrol in zowel natuurlijke verschijnselen als technische toepassingen, waar ze transport, menging en energieoverdracht beïnvloeden.

---