áramlásváltozás

Áramlásváltozás olyan term, amely leírja, hogy egy anyag, például folyadék vagy gáz, áramlása miként változik időben vagy térben egy rendszerben. Széles körben használják a fluiddinamika, hidrológia, meteorológia, élettan és mérnöki területek, hogy jellemezzék az akkor, amikor a sebesség, a kiáramlás vagy a fluxus ingadozik a határfeltételek, erők vagy geometriák hatására.

A folyadékok esetében a térfogati kiáramlás Q a sebesség v és a keresztmetszeti terület A szorzata: Q = vA. Ennek tükrében az áramlásváltozás lehet a sebesség vagy a terület változásának következménye, de befolyásolja a nyomásgradiens vagy a viszkozitás is. A tömegmegmaradás általános összefüggése a folyadékkoncentrációk változását közelíti meg a kontrollterükben, amit a kontinuumszabály vagy a Navier–Stokes egyenletek leírnak. Gyakorlati helyzetekben a határfeltételek egyszerű vagy összetett módon befolyásolják a folyamatot, így alakul ki például gyorsuló vagy lassuló fluktuáció, turbulencia vagy áramlási szétválás.

Alkalmazások: hidrológiában a folyók kiáramlása változik az esőzések, olvadás és párolgás hatására, ami árvizeket vagy aszályokat okozhat. Meteorológiában a levegőáramlás mintázatai befolyásolják az időjárást és a széllökéseket. Mérnöki rendszerekben csőhálózatokban a pumpák és szelepek hoznak létre áramlásváltozásokat. Élettanban a véráramlás változásai a ér részek szűkületei és blockádok hatására befolyásolják a szövetek vérellátását és az érfali shear-stresszt.

Mérés és modellezés: az áramlásváltozások tanulmányozhatók folyadékmérőkkel, Doppler-ultrahanggal, MRI-tageléses módszerekkel, résgezéses PIV technikával és számítógépes folyadékdinamikai (CFD) szimulációkkal, melyek a Navier–Stokes-egyenleteket oldják meg. Az áramlásváltozás mérése és modellezése tervezéshez, biztonsághoz és a természetes folyamatok megértéséhez is szükséges.