【はじめての流体解析】乱流とは

皆さま、こんにちは。

IDAJの石川です。

～流体解析をはじめる前に知っておくこと～（2）

今回は、“乱流”という性質についてご説明します。

乱流は、流れが乱れている状態です。

水道の蛇口をひねって水が出ている状態をイメージしてください。

流量が小さいときは、すんなりと水が流れていきますが、蛇口を大きくひねり流量を大きくすると、じゃあじゃあと水しぶきをあげながら乱れて流れます。

乱れが無く、すんなりと流れている状態を“層流”、渦を巻いたり乱れたりしながら流れている状態を“乱流”と呼びます。

灰皿に置かれたタバコの煙を見ると、最初はすうっと上昇し（層流）、途中から渦を巻きながら乱れていく様子（乱流）がわかります。これも、乱流です。

乱流を特徴づける指標に、“レイノルズ数”という値があります。

レイノルズ数は、慣性力と粘性力の比です。慣性力は速度に比例し、粘性力は粘度で表されます。

一般に、レイノルズ数が大きいと乱流状態にあると言えます。

レイノルズ数の式を見ると、速度が大きいほどレイノルズ数が大きくなり、流体は乱れます。

また、粘度が大きいとレイノルズ数は小さくなるため、あまり乱れないといえます。

確かに、ハチミツや水あめなどの粘度が大きいものが、乱れて流れている状態はイメージできませんね。

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