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「フルード」は、この項目へ転送されています。フルード数を考案したイギリス人については「ウィリアム・フルード」をご覧ください。 |
流体（りゅうたい、fluid）とは静止状態においてせん断応力が発生しない連続体の総称である[出典 1]。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 2]。
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 2]。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「新しい容器の形に合わせてその形を変え、元の容器の形に戻ることはないこと」である。これから、先に述べた「静止状態においてせん断応力が発生しない連続体」という定義が導かれる。実在流体は粘性と熱伝導性を持つが、粘性と熱伝導性を持たない仮想的な流体を「理想流体」あるいは「完全流体」と呼んで区別する。実在流体でも境界層外部の流れ場など完全流体とみなせる場合が多く、完全流体の力学は実在流体を考察する上でも重要である[出典 3]。
ある瞬間における各点の速度ベクトルに沿ってできる曲線を「流線」、同一点から次々と流れる複数の粒をある瞬間に結んでできる曲線を「流脈線(流条線)」、1粒の移動経路を継続追跡して描かれる曲線を「流跡線」と呼ぶ。定常な流れでは三者は同一となるが、非定常な流れでは異なる線となる[出典 3]。
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 2]。
[編集] 出典
- ^ 今井功 『流体力学(前編)』裳華房、1973年11月25日発行、ISBN 4785323140
- ^ a b c 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
- ^ a b 神部勉 『流体力学』裳華房、1995年9月20日発行、ISBN 478532063X
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