Was ist Laminar vs Turbulent Flow – Definition

Laminar gegen turbulente Strömung

Laminar Flow

In der Fluiddynamik ist die laminare Strömung durch glatte oder regelmäßige Wege von Fluidteilchen gekennzeichnet, im Gegensatz zur turbulenten Strömung , die durch die unregelmäßige Bewegung von Fluidteilchen gekennzeichnet ist. Die Flüssigkeit fließt in parallelen Schichten (mit minimaler seitlicher Vermischung ) ohne Unterbrechung zwischen den Schichten. Daher wird die laminare Strömung auch als Stromlinien- oder viskose Strömung bezeichnet .

Der Begriff Stromlinienströmung beschreibt die Strömung, weil bei laminarer Strömung Wasserschichten, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über einander fließen, sich praktisch ohne Vermischung zwischen den Schichten, Fluidteilchen in bestimmten und beobachtbaren Wegen oder Stromlinien bewegen.

Wenn ein Fluid durch einen geschlossenen Kanal wie ein Rohr oder zwischen zwei flachen Platten fließt, kann je nach Geschwindigkeit , Viskosität des Fluids und Größe des Rohrs eine der beiden Strömungsarten (laminare Strömung oder turbulente Strömung) auftreten ( oder auf der Reynolds-Nummer) . Laminare Strömung neigt dazu, bei niedrigeren Geschwindigkeiten und hoher Viskosität aufzutreten.

Turbulente Strömung

In der Fluiddynamik ist turbulente Strömung durch die unregelmäßige Bewegung von Partikeln (man kann sagen chaotisch ) der Flüssigkeit gekennzeichnet. Im Gegensatz zur laminaren Strömung fließt die Flüssigkeit nicht in parallelen Schichten , die seitliche Durchmischung ist sehr hoch und es kommt zu einer Störung zwischen den Schichten. Turbulenzen sind auch durch Rezirkulation, Wirbel und scheinbare Zufälligkeit gekennzeichnet . Bei turbulenter Strömung ändert sich die Geschwindigkeit des Fluids an einem Punkt kontinuierlich sowohl in der Größe als auch in der Richtung .

Detaillierte Kenntnisse über das Verhalten des turbulenten Strömungsregimes sind im Ingenieurwesen von Bedeutung, da die meisten industriellen Strömungen , insbesondere die in der Kerntechnik, turbulent sind . Leider erschwert der stark intermittierende und unregelmäßige Charakter von Turbulenzen alle Analysen . Tatsächlich wird Turbulenz oft als ” letztes ungelöstes Problem der klassischen mathematischen Physik ” bezeichnet.

Das Hauptwerkzeug für ihre Analyse ist die CFD-Analyse . CFD ist ein Zweig der Strömungsmechanik, der numerische Analysen und Algorithmen verwendet, um Probleme zu lösen und zu analysieren, die turbulente Strömungen betreffen . Es ist allgemein anerkannt, dass die Navier-Stokes-Gleichungen (oder die vereinfachten Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen ) turbulente Lösungen aufweisen können, und diese Gleichungen sind die Grundlage für im Wesentlichen alle CFD-Codes.