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流体力学 1
10 月 3 日
※何故水は 4℃が一番密度が高いのか？
一般的に物質は温度が高くなると、分子間引力⇔熱運動の関係から、固体→液体→気体と状態変化し、
密度が低くなる
水の場合は、水素結合により 4℃で最も密度が高くなる。
1.4 ニュートンの粘性法則
粘性により摩擦が発生する＝せん断応力が働く
せん断応力…流体の粘性により流れの接線方向に働く単位面積当たりの摩擦抗力
※圧力…外部から作用面に垂直な方向に働く単位面積当たりの力
応力…内部に発生する単位面積当たりの力
垂直応力…面に対して垂直方向に働く単位面積当たりの力
流れに平行な方向を x，それに垂直な方向を y とし，x 方向の速度成分を u とすると，せん断応力は
記号：   
du
dy
ニュートンの粘性法則
μ：粘度（粘性係数）単位：Pa·s
単位：N/m2，Pa
･･･流体の種類と温度によって変化する
μ が du/dy に無関係に一定になる流体＝ニュートン流体
一定値にならない流体＝非ニュートン流体
v=μ/ρ：動粘度（動粘性係数）単位：m2/s
速度分布が直線的に変化する流れをクエット流と
y
呼ぶ．
U
du U  0 U

 より
dy h  0 h
 
U
h
dy
h
du
U：速度の x 成分 h：平板間の距離
1.6 流体の圧縮性
圧縮性…流体に作用する圧力の増減に応じて膨張収縮する性質
液体…一般には非圧縮性流体
気体…圧縮性流体
体積弾性係数･･･圧力が p から p+dp に変化したとき体積が V から V+dV に変化した場合の体積変化率
記号： K  V
 p  dp   p
V  dV   V
 V
dp
dV
単位：N/m2＝Pa
＊体積が小さくなる場合は dV<0 だから，K>0 となる．
圧縮率･･･体積弾性係数の逆数
記号：  
1
1 dV

K
V dp
単位：m2/N