抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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水のような流体の流れには,流速の遅い層状の流れと流速の速い乱れた流れがあり,今さら言うまでもないが,前者を層流,後者を乱流という。流体の流れが層流なのか乱流なのかを見分ける指標としてレイノルズ数がある。レイノルズ数は流体の平均流速,密度と粘度,流れの規模を示す代表長さ(円管ならば直径)を組み合わせた次元のない量(無次元積という)である。無次元積を求める手段に次元解析がある。次元解析とは”考えている現象に関係しそうな物理量の間に成り立つ関係式を推知する方法”であり,数学でいう恒等式をたてて解くことに相当し,恒等的に成り立つ関係式の係数や指数は未定方程式(方程式の数よりも未知数の数のほうが多い連立方程式)を解いて明らかにされる。ということで今回の話題は,恒等式と未定方程式,ならびにこれらの式がベースになっている次元解析である。次元と次元式,恒等式と次元解析,真空中を落下する物体の距離は・・・,水中に発生させた液滴の径は・・・,無次元化された境膜伝熱係数は・・・などについて解説した。