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流体の基礎(1)-②粘性とReynolds数

流体が変形に対して抵抗を示す性質を粘性(viscosity)と呼びます.

この流体の基本的な性質の一つについて纏めていきます. 


まず, 流体の性質として, 「すべり無し条件」があります. これは個体壁面上では流体は相対静止する, というもの. この考え方は今後も使っていくのでここで理解しましょう. 

具体的な評価方法としては, Newtonの粘性法則があります. これは次式であらわされるもの. 

τ=μ∂u/∂y

 粘性係数をμとした時, せん断応力τは速度勾配に依存するというものです. 粘性係数μは物質によります. 例えば, 水と油ではその値は大きく異なりますが, 実際に触ってみた感覚と一致しますね. 

この法則, 流体が固体と違う性質であることを示す重要な法則です. ぜひ覚えておきましょう. 


次は, 粘性の影響の指標の一つである, Reynolds数についてです. 

Re=ρDU/μ

ここで, ρ:流体の密度, D:代表寸法, U:代表速度, μ:流体の粘性係数

これは, 流体の慣性力粘性力の比を表しています. 即ち, Reynolds数が等しい流れでは粘性に関する相似則が成り立っているということです. 

流体を学ぶうえでReynolds数が切っても切れない関係にあります. 早いうちに自分のものにしてしまおう!!

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