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#Flow-Phenomena

~159 分で読める

速度を4倍にしても楔角は19.47°のまま — 水深がケルビン航跡を90°まで開く場所

·7 min read

船の航跡の楔角は深い水では速度によらず19.47°です。水深フルード数が1に近づくと90°まで開き、超えると再び狭まります。

煙を1 m 下げたらドラフトが7 Pa 消えた — フランクリン暖炉と浮力の収支

·8 min read

煙突頂点は同じなのに下降1 mで正味ドラフトが44.72 Paから37.72 Paへ落ちる。浮力帳簿と逆流しきい値でその7 Paを計算します。

渦を殺すのは粘性ではない — ニュートンの1/rとLamb–Oseenコア

·7 min read

自由渦では半径0.5の速度は初期拡散時間の50倍が過ぎても小数第4位まで同じです。n=1で粘性力は消え、循環を抜くのは壁です。

衝撃波は1枚より4枚 — 超音速インレットの斜め衝撃波列

·6 min read

Mach 3の一様流では垂直衝撃波が一つのとき回復率は0.3283で、8°ランプ四枚のあとには0.8235まで上がります。

水は管をどれだけ流れれば放物線になるのか — 助走区間とHagen–Poiseuille

·4 min read

層流管の入口で平坦な速度分布が放物線になるまで、管径のおよそ0.05Re倍がかかる。その手前で摩擦係数64/Reはまだ成り立たない。

波ひとつは集団より速い — 波の分散と群速度

·5 min read

深い水の重力波では群速度が位相速度のちょうど半分になり、波長1.73cmで位相速度は0.232 m/sと最も遅くなる。

回転するボールはなぜ曲がるのか — マグヌス効果と循環

·6 min read

無作為なスピンで弾は横にそれる。循環Γ=2πa²ωが横力を決め、spin 2のずれ6.90 mはspin 1の3.71 mの2倍ではない。

空に浮かぶ波の正体 — ケルビン・ヘルムホルツ不安定

·6 min read

空気と水が接する界面では、最小風速はおよそ6.6 m/sです。最初に育つ波長は1.69 cm、成長率は4.89 /sです。

鍋底から始まったカオス — レイリー・ベナール対流とローレンツ方程式

·5 min read

剛体壁ではロールがRa=1708で点火します。ローレンツ切断ではρが24.74を超えた瞬間、そのロールはカオスへ崩れます。

台所のシンクに毎日生まれる衝撃波 — フルード数と跳水

·7 min read

Fr 2.86、水深0.2 mの射流は跳水後にFr 0.42、水深0.714 mとなり、比エネルギー0.238 mを失う。

ガソリンエンジンはなぜ圧縮比12で止まるのか — オットーとディーゼル

·6 min read

同じ圧縮比ではオットーが56.5%(r=8)と63%(r=12)、ディーゼル(rc=2)は49%と56.7%。ノッキングがガソリンを12付近で止める。

抗力を測れば熱伝達がわかる — レイノルズの相似則

·5 min read

Re_x=10^5の平板ではCf/2が1.050e-3のまま、St·Pr^(2/3)だけが三つのPrでその値に重なります。

超音速にするには管を広げよ — 先細末広ノズルとチョーキング

·6 min read

出口面積比が4なら設計マッハ数は2.940、出口圧力は全圧の0.0298倍です。質量流量の係数は約0.5787で止まります。

水滴はなぜ丸く、コップの縁で水はなぜ盛り上がるのか — 表面張力と接触角

·5 min read

半径 5 µm の液滴の圧力跳びは 28800 Pa、半径 0.1 mm の管は接触角 30 度で 127.1 mm 上がる。

もっと熱したのに冷めた — 沸騰曲線と限界熱流束

·6 min read

ZuberのCHFは1.259 MW/m²で、Rohsenowは20°Cで1.094、30°Cでは3.692まで上がります。

ざらついたボールほど遠くへ飛ぶ理由 — 抗力危機と境界層剥離

·5 min read

同じRe=1.99e5、70 m/sで抗力は2.049 Nと0.488 Nに分かれます。剥離角82°と120°の差です。

静止したまま温まる流体 — 自然対流とレイリー数1708

·5 min read

高さ0.30 m、60度の壁は20度の空気で Ra 7.03e7、Nu 54.9、熱流束197.6 W/m^2を出します。

乱流は三本の物差しを同時に使う — Kolmogorovカスケードと-5/3則

·6 min read

Reynolds数が10倍になると η/L は約0.18倍になり、Re=10^4 の3次元DNSはすでに約10^9セルです。

流れの三つの肖像 — 流線・流跡線・流脈線はなぜ食い違うのか

·6 min read

収縮比0.25では喉の速度が入口の4倍になり、局所項は0のままです。V0=0.6、ω=2のとき流線のyは±0.6以内に収まります。

煙突の煙はなぜ横に寝ずに巻き上がるのか — 横断流中のジェットと逆回転渦対

·7 min read

r=2, 4, 8でx=10dの高さは5.44d, 8.66d, 13.78dです。後流のStは円柱0.21の半分未満です。

二つの関数を足したら円柱が現れた — 複素ポテンシャルとダランベールの逆説

·6 min read

一様流に二重わき出しを足すと、円を描かなくても半径Rの流線が閉じます。循環が0なら、表面圧力を積分した抵抗は丸め誤差だけ残ります。

超音速では広がらないと加速しない — マッハ数・衝撃波・ラバルノズルの逆説

·6 min read

面積比2.5の設計出口はマッハ2.44で、静圧は全圧の6.3%まで下がる。背圧を設計値より上げると、拡大部の中に衝撃が立つ。

水流が乱れる瞬間 — レイノルズ臨界数と乱流境界層の多層構造

·7 min read

円管の実用臨界はおよそRe 2300だ。静かな管では5万まで層流が残り、壁の内側はy+で粘性底層・緩和層・対数層に再び割れる。

20℃の水も沸く — キャビテーションの物理

·5 min read

20℃の蒸気圧は2.34 kPa、60℃は19.9 kPaです。喉の静圧がこれを下回るとキャビテーション数σは負になります。

渦の二つの顔 — 自由渦・強制渦、そしてヘルムホルツ

·5 min read

強制渦コアは渦度2ωで一定です。自由渦の外側は中心を除き0で、U=1かつR=0.5ならコア渦度は4、接続はr=Rにあります。

水流はなぜ滴に分裂するのか — プラトー・レイリー不安定性と分裂レジーム

·6 min read

kR が 0.697 のとき、最も速い波長は半径の 9.02 倍で止まる。We と Oh の平面が太い液滴と微粒化を分ける。

虫は蜂蜜の中を泳ぐ — レイノルズ数が変える流動の世界

·6 min read

同じ水でもシロナガスクジラのReは2.5×10^8、細菌は3×10^-5です。粘性項の係数1/Reが13桁の差を決めます。