流線
(流線形から転送)
流線(りゅうせん、英: streamline)とは、ある瞬間における流動の方向を示す曲線(群)のこと。流線上の各点の流動方向は流線の接線方向に一致する。
概要
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流れ場の中にある曲線について、その線上の各点にて速度ベクトルと曲線の接線とで方向が一致するとき、この曲線を流線という[1][2]。速度を u= (u , v, w)、流線の線要素をdx = (dx , dy , dz ) と表せば
となる。この定義により、流れ場に対する流線は一意に定まる。
2本以上の流線が1点で交差する事はない。
流線の分岐と合流は u= 0 となるよどみ点でのみ見られる。
定常流では流線は時間によって変化せず、流線と流跡線︵時間を追ったときの流れの軌跡︶は一致する。よって、定常場では流れの一点からトレーサを注入し続けると︵水流に油性インクを注入したり、気流に煙を吹き込んだり︶流線を可視化できる。
磁束密度などと異なり、流線の線間隔や線密度には特に決まりが無い。速度や圧力の強度と定量関係はない。ただし流線間隔が狭まるところでは流速が上がり、圧力が下がるといった変化の関係はある。
流線型
編集流管
編集流跡線
編集流脈線
編集流れの中の固定点を各時刻に通過する全ての流体粒子が時刻t に到達した点を連ねる曲線を流脈線(streak line)という。定常流においては流脈線と流線、流跡線は一致し、この場合は色つき流線とも呼ばれる[1]。
参考文献
編集- ^ a b 巽友正『流体力学』培風館、1982年、17-22頁。ISBN 4-563-02421-X。
- ^ 今井功『流体力学(前編)』裳華房、1997年、38-40頁。ISBN 4-7853-2314-0。