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簡単な流体力学(急用)

急啓 ある(90°)曲がり管類に、流体(気体等の粒子)が流れる時、その曲がり角あたりで、当該粒子が、同管の外回りの壁面(内壁)に衝突する際、斜め方向(入口流れ方向から45°の角度で、曲がり先の流体の方向とは逆向き)に、少なからず、力が働きますが、その際、管内圧力等を考慮すれば、同管の内回りの壁面(内壁)にも、(さしたる外回りの内壁にかかる力とは逆向きの)力が、多少たりとも掛かってくると思うのですが間違いでしょうか? できる限り、即答して下さい。 *ご不明な点などあれば、何なりとご指摘を。

みんなの回答

  • uen_sap
  • ベストアンサー率16% (67/407)
回答No.4

どういう主旨の質問か理解できないが、管を充満して流体が流れる限り・・・どんなに方向 転換しようとしまいと・・・ 外壁、内壁から力がかかります。それが圧力と言うもの。 前段で述べられていることは、運動量の変化が力、と言うことですが、なにか使い方を誤っているように感じます。 微小粒子による統計力学を扱うなら、内壁側の粒子もぶつかり方向転換しており、壁と力のやりとりをします。これが圧力です。 お説の粒子は粒子とは言えそれよりはるかに大きなマクロの取り扱いをされていますので、粒子云々の表現はなじみません。あなたの説は微粒子個々の運動を話しているのではなく、粒子の集合体の平均値の話です。 蛇足でした。

abc621
質問者

お礼

この度のご回答、ありがとうございます。 又、機会があれば、何なりとご指摘を。

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回答No.3

圧力がプラスかマイナスかは形状、速度、流体の種類、静圧等々によりけりですが、流体が存在すれば基本的に壁面にはなんらかの圧力が加わります。 ただ、質問の内容は「流体の粒子の衝突」という書き方をされていますが、考慮すべきは圧力です。 たとえば、コーナー内側で剥離が発生すればコーナー途中から出口にかけての剥離したところから渦が生じ、圧力変動となって不規則な力が壁面に加わることになります。 「外回りの内壁にかかる力とは逆向きの力」とは限りません。 コーナーの流れは複雑ですので、単純に「こうなる」とは断定できません。

abc621
質問者

お礼

この度のご回答、ありがとうございます。 又、機会があれば、ご直答の程、よろしくお願い致します。

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  • rabbit_cat
  • ベストアンサー率40% (829/2062)
回答No.2

当然、内側にも力はかかるでしょうが、どれくらいかかるかは流れ方(とくにレイノルズ数)によります。 ただし、総計すれば、流体は壁面から受けた力積によって、流れの方向を曲げられている(運動量が変化する)わけで、カーブの外側にかかる力よりも、内側にかかる力のほうが小さいのは明らかです。

abc621
質問者

お礼

この度のご回答、ありがとうございます。 又、機会があれば、ご直答の程、よろしくお願い致します。

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  • trytobe
  • ベストアンサー率36% (3457/9591)
回答No.1

端的にいうと、曲がり角では、カーブの外へも内へも力はかかるでしょう。(ともに内部から外へ向けての力) 厳密には、気体のような圧縮性流体の場合と、液体のような非圧縮性流体の場合で、 カーブのところを圧縮されて圧力差を生みながら動くか、カーブのところで体積を維持したまま形状を変えながら動くか、という違いはありますが、 いずれにせよ、どちらの流体でもカーブのどちら側でも圧力差なり形状の変化を生むための応力を受けるかと思います。(内側のほうが小さいかどうかは微妙)

abc621
質問者

お礼

早速のご回答、ありがとうございます。 又、再質問の際、よろしくお願い致します。

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