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層流とは?1分でわかる意味、乱流との違い、レイノルズ数との関係

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層流(そうりゅう)とは、各水粒子がそのままの位置を保ち流れることです。粒子同士が位置関係を乱すことなく流れます。逆に、水流が入り乱れるような流れを「乱流(らんりゅう)」といいます。その他、水の流れの種類には「定常流(ていじょうりゅう)」や「等流(とうりゅう)」などがあります。今回は層流の意味、乱流との違い、レイノルズ数との関係について説明します。乱流、レイノルズ数の詳細は下記が参考になります。

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層流とは?

層流(そうりゅう)とは、水粒子がそのままの位置を保ち流れることです。


一方、水粒子が入り乱れるような流れを「乱流(らんりゅう)」といいます。層流と乱流は、水粒子の流れの違いを表します。


その他、水の流れを表す用語には


定常流

非定常流

等流

非等流


があります。定常流と非定常流は時間に着目して水の流れを分類しています。等流、非等流は河川や水路の場所に着目して水の流れを分類するものです。定常流、等流の詳細は下記が参考になります。

定常流とは?1分でわかる意味、等流との関係、非定常流との違い

等流とは?1分でわかる意味、定常流、不等流との違い、マニング式との関係

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層流と乱流の違い

層流と乱流の違いを下記に示します。


層流 ⇒ 水粒子がそれぞれの位置を乱さず整然と流れること

乱流 ⇒ 水粒子が入り乱れて流れること

層流と乱流、レイノルズ数の関係

層流と乱流の違いは「レイノルズ数」を計算して判断します。円形の管におけるレイノルズ数の求め方を下記に示します。


レイノルズ数


Reがレイノルズ数、Dが管の直系、vが平均流速、νが同年性係数です。


レイノルズ数が4000を超える時に乱流、2000未満のとき層流です。レイノルズ数の詳細は下記が参考になります。

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まとめ

今回は層流について説明しました。意味が理解頂けたと思います。層流は、水粒子の流れの1つです。水粒子がそれぞれの位置を乱さず整然と流れることを層流といいます。一方、各水粒子が入り乱れて流れることを乱流といいます。レイノルズ係数の詳細は下記が参考になります。

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