大崎喜久技術士事務所

4.静止流体の力学.pdf (0.88MB) 2023.3.13

テクニカル講座　流体力学偏

連続体の力学など

連続体の力学その１.pdf (0.27MB)

連続体の力学その２.pdf (0.54MB)

境界層.pdf (0.36MB)

圧縮性

流体　音速2023.4.26.pdf (0.66MB)

概要説明

講義の紹介　simple version.pdf (1.25MB)

流体力学オリエンテーション.pdf (0.45MB)

1.オリエンテーション.pdf (2.13MB)　2023.3.6

基礎学習のためのガイド

流体力学　典型的な設問.pdf (0.66MB)

【2024講義内容】

【講義内容】

1.オリエンテーションf.pdf (2.12MB)
2.単位・次元ｆ.pdf (1.6MB)
3．流れの基礎.pdf (1.09MB)
4.マノメーター.pdf (1.21MB)

5.流れの特性.pdf (0.9MB)
6.流れの状態.pdf (1.04MB)
7.流れの基礎方程式.pdf (1.15MB)
8..ベルヌーイの定理.pdf (1.15MB)
9運動量理論　.pdf (1.39MB)
10.管内の流れ.pdf (1.3MB)
11.物体まわりの流れ.pdf (1.04MB)
12.粘性流体の流動.pdf (0.95MB)
13.ポテンシャル流れ.pdf (0.69MB)
14.熱力学的関係式.pdf (0.59MB)
15.衝撃波.pdf (0.62MB)

粘性を含む運動方程式ナビエストークス

NAVIER STOKES.pdf (0.2MB)

運動量方程式

運動量保存P.pdf (0.19MB)

流体力学の運動量の関係式において

検査面から出る単位時間の運動量と入る運動量の関係で検査体積に作用する力が説明されているが

テキスト（著者）により異なる表現が見られ、おそらく初学者を悩ましていると推察される。

連続の式とオイラー方程式から運動量の関係式が導かれ検査体積内の物体が流体に及ぼす力が表されるが

航空工学などでは噴射推進に焦点を当てるためか物体が流体から受ける力を上記の反作用として（マイナス符号）表現することがある。

この場合検査面に流入する単位時間あたりの運動量を正として流出する運動量を負と表現する。

検査面から単位時間に流出する運動量 Mout

流入　　　　　 Min

検査体積の境界面上に作用する圧力による力　Fpressure

(粘性力による力　　　　　　　　　　　　　　Fviscosity)

(体積力による力 Fbody)

検査体積内の物体が流体に及ぼす力　　　　　F

物体が流体から受ける力　　F‘＝(-F)　航空工学ではこれが必要　（揚力　抗力につながる概念）

Mout-Min=Fpressure+Fviscosity+Fbody+F

F‘＝(-F)=Min-Mout+Fpressure+Fviscosity+Fbody

・壁に当たる噴流

　　壁に当たる噴流ＰＤＦ.pdf (0.18MB)

流体力学の物理量の次元解析手法

　　次元解析によって、一般解を得ることが困難な現象に対して物理量間の関係の推測が期待できる。

また次元解析は式の展開におけるミスの防止にもなる。

バッキンガムのパイ定理

物理関係式が物理変数をn個含みそれらの変数がk種類の基本単位を持つなら

その式は元の物理変数で構成されるn-k個の無次元パラメーターを求められる。

流体機械を考える。

その運転状態において既知の物理量が

　　　　　　　　　　　　　　[基本単位（MLT系）次元] 　　 SI

1️⃣作動流体の密度ρ; ML-3 ; kg/m3

2️⃣機械の大きさD; L ; m

3️⃣回転速度N ; T-1 ; 1/sec

4️⃣流量Q ; L3T-1 ; m3/sec

未知の量

5️⃣圧力 P; ML-1T-2 ; N/m2=kg・m/sec2/m2

6️⃣出力 L; ML2T-3 ; Nm/sec= kg・m/sec2/sec

次元行列

・　　　　ρ D N Q P L

M 1 0 0 0 1 1

T 0 0 -1 -1 -2 -3

L -3 1 0 3 -1 2

P=AρN2D2(Q/ND3)α

L=BρN3D5(Q/ND3)β

無次元量；　物理変数6　マイナス　基本単位3＝3ケ

　・気体力学のベース

2018年国際度量衡総会にてSI基本単位の再定義がなされたが
その中でボルツマン定数も　k=1.380649E-23(J/K)と定められた

1molの気体分子数（アボガドロ数AV）は6.02214076E23
普遍気体定数R[J/(molK)]=k(J/K)AV(/mol)
1.38E-23	6.02E+23	R*=	8.3145	J/(mol・K)

気体定数R(J/kgK)		はそれぞれの気体の分子量によって異なるが
例えば
	空気平均	酸素
分子量（kg/mol)	2.90E-02	3.20E-02

気体定数R(J/kgK)	287.0	259.8
その他の気体定数
	He	2077
	Ar	208.1
	H2	412.4
	Ｎ2	296.7
	CO2	188.9
	CH4	518.25