L’écoulement est le mouvement constant ou continu d’un fluide, que ce soit à travers un tuyau, à travers un profil aérodynamique ou à l’air libre, comme dans le cas de l’air libre ou de la mer. Ce type de mouvement entre dans l’une des trois catégories générales : écoulement laminaire, écoulement turbulent ou écoulement de transition. Les superordinateurs et les logiciels spécialisés sont nécessaires pour envisager des modèles mathématiques complexes d’un tel comportement d’écoulement.
L’écoulement laminaire à travers un tuyau peut être visualisé comme une série de couches très minces – des cylindres de fluide imbriqués – de la surface intérieure d’un tuyau à son centre. Les caractéristiques favorisant l’écoulement laminaire sont une paroi de tuyau lisse et une viscosité élevée du fluide. La couche de fluide la plus externe s’accroche au tuyau. Les autres couches glissent l’une dans l’autre à des vitesses légèrement croissantes à mesure que le centre est approché. Le flux laminaire est modérément prévisible et ordonné.
Un écoulement turbulent est un écoulement dans la tourmente – un écoulement complet avec des tourbillons et des tourbillons. Le mot turbulence implique une action de mélange, augmentant ou maintenant une composition de fluide uniforme dans tout le contenu du tuyau. L’écoulement turbulent est favorisé par un intérieur de tuyau rugueux et des fluides de faible viscosité. Il est également favorisé par l’augmentation de la densité du fluide. Un exemple de flux turbulent est celui du sang dans les artères.
Le flux de transition se situe entre les deux premiers types. Il combine un écoulement laminaire le long du bord intérieur d’un tuyau avec un écoulement turbulent au milieu. Les ingénieurs de mélangeurs spécialisés conçoivent des roues qui introduisent un écoulement transitoire dans des fluides très visqueux qui normalement présenteraient un écoulement laminaire. Cela permet d’économiser du temps et de l’argent pour le mélange.
L’écoulement turbulent est d’une extrême importance pour l’aviation de deux manières. La turbulence de l’air ambiant, produite par les systèmes météorologiques, échappe au contrôle du concepteur. L’autre est la turbulence générée par l’avion lui-même, en particulier ses ailes. Ce type de turbulence contrôlable provient des ailes et peut être divisé en turbulence de sillage et turbulence de voilure.
La turbulence de sillage est le flux généré par les extrémités des ailes des avions et prend souvent la forme d’un motif d’air circulaire perpendiculaire à la direction du vol. La turbulence du profil aérodynamique est générée à travers la surface de l’aile et provoque la traînée de l’avion et une perte de portance. Les méthodes pour réduire la turbulence de sillage et de voilure font l’objet de nombreuses théories et conceptions.