流体力学といえばベルヌイの定理をすぐ思い浮かべる方も多いのではと思います。かく言う私もそうで,昔,高校の物理の授業でベルヌイの定理を習いましたが,「流速の早いところは圧力が下がる」とか風圧は風速の2乗に比例するというようなことを知り,ホ〜っと妙に感心したことをおぼえています。このような初心の頃の感動というものはいつまでたっても忘れないものですね。また,大学初年度で力学の講義(確かテキストは寺沢寛一著「初等力学」だった)を聴いた先生は,少し前頭両脇の生え際が後退している,色の浅黒い精悍な感じの先生で,この先生は流体力学の専門家であることを後で知りました。流体力学といえばまずこの先生のお顔とセクション0ででてくる先輩の顔を思い出します。

さて,余談はこのくらいにして,流体力学のお話を「流体力学講話・つまみ食い」として全10回の対話形式で進めています。各回の主な内容は以下のとおりで,「つまみ食い」というタイトル通り,中身は特に一貫した内容を意図していませんので,そのつもりで。。。

今回,「流体力学Tips」を新たに加えました。流体力学講話の補足版のような感じですが,テーマとしては管理者の気ままな気分で取り上げました。いまのところこれ以上話を増やす積りはありません。


流体力学Tips              一括PDF

第1話 連続の式の導出
 ・流れの状態と流体の種類。
 ・連続の式(微分形と積分形)。


第2話 流れの記述
 ・流れを視覚的に表す流線,流跡線,流脈線と数学的な取り扱い。

第3話 ラグランジュの方法・オイラーの方法と流体の運動方程式
 ・流体の運動状態を表す2つの運動方程式のお話。
 ・ラグランジュの運動方程式とオイラーの運動方程式。
 ・ベルヌイの定理


第4話 流体粒子の変形と回転
 ・流体粒子は並進運動,伸縮運動,ひしゃげるような運動,回転運動をしているという内容。
 ・ラグランジュの渦定理。


第5話 粘性流体の運動方程式
 ・いわゆるナビエ・ストークスの方程式です。





流体力学講話・つまみ食い(全10回)
※ひよこさんより,第7話の式(11.26),(11.30),(11.32),(11.33),(11.34)で誤植のご指摘があり,早速修正しました。
  Thank's ひよこさん。



0.流体力学講話・つまみ食い(Contents)
  ・全講話の目次です。

1.流体力学講話・つまみ食い(その1)
  ・流体の記述・・・連続体近似,応力,完全流体と粘性流体,圧縮性流体
  ・流体のふる舞い・・・レイノルズ数,力学的相似則


2.流体力学講話・つまみ食い(その2)
  ・完全流体の基礎方程式・・・ラグランジュとオイラーの方法,連続方程式,運動方程式,境界条件,渦運動と渦なし運動
  ・流体のふる舞い・・・レイノルズ数,力学的相似則

3.流体力学講話・つまみ食い(その3)
  ・運動方程式の展開・・・渦なしの流れ,ベルヌイの定理の応用,ラグランジュの渦定理,渦度と循環

4.流体力学講話・つまみ食い(その4)
  ・非圧縮性2次元流体の渦なし運動・・・流れ関数と流線,複素速度ポテンシャル,静止円柱を過ぎる一様な流れ


※.ちょっと一服:流れの図


5.流体力学講話・つまみ食い(その5)
 ・ブラジウスの公式・・・ブラジウスの第1,第2公式
  ・クッタ・ジューコフスキーの定理
  ・ジューコフスキー変換・・・円柱を過ぎる流れ,平板を過ぎる流れ


6.流体力学講話・つまみ食い(その6)
  ・渦運動から循環まで(復習)
  ・渦列・・・渦の層と渦列,渦を動かす流れ,カルマン渦列


7.流体力学講話・つまみ食い(その7)
  ・粘性流体の力学・・・粘性,粘性流体の運動方程式,非圧縮性粘性流の例(ポアゼイユ,クエット),2次元NS方程式

※.N−S方程式のフォロー:例題


8.流体力学講話・つまみ食い(その8)
 ・乱流の速度分布とレイノルズ応力・・・運動量輸送理論,プラントルの仮定,対数速度分布,1/7乗則
  ・境界層理論・・・境界層,境界層の運動方程式,ブラジウスの厳密解法


9.流体力学講話・つまみ食い(その9)
  ・境界層の剥離・・・境界層の定義,境界層の剥離,拡大管の剥離点
  ・粘性流の遅い流れ・・・ストークス近似,ストークス近似の基本解,一様な流れの中の球


10.流体力学講話・つまみ食い(その10)

  ・球のまわりの流れ・・・Butlerの球定理
  ・水の波(微小振幅波理論)・・・仮定と境界条件,分散関係(浅水波と深水波),水の運動(群速度,定在波)

流体力学