流体
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流体（りゅうたい、fluid）とはせん断応力の大きさに応じて連続的に変形する物体の総称である。物質の三態のうち気体と液体が流体にあたる。ほかにプラズマや塑性を持つ固体を含める場合もある。工学分野では液体中や気体中に固体が分散した状態のものも流体として扱われる[出典 1]。
液体は容器に触れていない表面が不定形となり、粘性が流体としての特性に影響を与える。気体は気体どうしでは境界面を持たず、比較的、粘性が小さい[出典 1]。固体と流体の区別はあいまいではあるが、一応、粘度の大きさで分けられる。
流体の共通の性質は、変形に粘性以外の抵抗を示さずに容器の形にあわせてその形を変えることである。実際の流体は粘性と圧縮性によって複雑な挙動を示すが、粘性と圧縮性を持たず流速も全体で一定であるとされる仮想的な流体を「理想流体」や「完全流体」と呼んで区別し、圧力や運動量といった単純な計算をこれらで行い、必要に応じて粘性と圧縮性が考慮される。
流体中の物質の1粒が移動する過程で各瞬間の速度ベクトルを結んだ線は「流線」と呼ばれる。ただ1つの瞬間を切り取った線は「流脈線」と呼ばれ、1粒の移動経路を継続追跡して描かれる線は「流跡線」と呼ばれる。乱れのない規則的な流れでは両者は同一となるが、乱れがある不規則な流れでは両者は異なる線となる。
流れ内で乱れがない領域は層流と呼ばれ、乱れた領域は乱流と呼ばれ、両者の間で幾分乱れた領域を遷移域と呼ばれる。 層流と遷移域、そして乱流となる条件は、流路の直径と動粘性係数、平均流速で決まり、これらの関係はレイノルズ数で示される[出典 1]。
[編集] 出典
- ^ い ろ は 小峯龍男 『よくわかる最新流体工学の基本』 秀和システム、2006年4月6日第1版第1刷発行、ISBN 4798012831
[編集] 関連項目
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