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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

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定常流(ていじょうりゅう)とは、時間が経過しても流量(りゅうりょう)が変化しない流れです。流量は流積(りゅうせき)×流速(りゅうそく)で算定されます。つまり定常流では流積と流速が一定である、といえます。逆に、時間の経過とともに流量が変化する流れを非定常流(ひていじょうりゅう)といいます。


今回は定常流の意味、等流との関係、非定常流との違いについて説明します。非定常流、等流の詳細は下記が参考になります。

非定常流とは?1分でわかる意味、等流、非等流、例、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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定常流とは?

定常流(ていじょうりゅう)とは、時間の経過で流量が変化しない流れです。流量とは流積と流速の積で、単位時間あたりに移動する水の体積を意味します。つまり、定常流では流積と流速も一定ということです。流積、流速の意味は下記が参考になります。

流積とは?1分でわかる意味、円の求め方と公式、潤辺、径深との関係

流速とは?1分でわかる意味、単位、平均流速との関係、マニングの公式


逆に、時間の変化で流量が変化する流れを非定常流(ひていじょうりゅう)といいます。定常流の例として、平常時の河川があります。川の流れをみると分かりますが、平時では時間が経過しても流量は同じです。


ただ、洪水時では時間が経過すると共に流量が増えるでしょう。河川の洪水時の性質を把握する方法としてハイドログラフがあります。ハイドログラフは横軸に時間(日数)、縦軸に流量をとったグラフです。下図のように洪水時の最大流量や時間の経過に伴う流量の変化が把握できます。


図 定常流とハイドログラフ

ハイドログラフとは?1分でわかる意味、特徴、河川やダムとの関係

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定常流と等流の関係

水の流れは複雑です。前述したように「時間」に着目し分類した流れもあれば、「水路の位置(場所)」に着目して分類した水の流れもあります。


下図をみてください。水の流れと定常流、等流の関係を示しました。


図 定常流と等流の関係


定常流、等流、層流の意味を下記に示します。


定常流 ⇒ 時間の経過とともに流量が変化しない流れ 

等流 ⇒ 河川や水路の位置(場所)で流量が変化しない流れ。※自然にできた河川は等流にならない。場所ごとに河川断面の形状が変わる


等流の詳細は下記が参考になります。

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

定常流と非定常流の違い

定常流と非定常流の違いを下記に示します。


定常流 ⇒ 時間の経過で流量が変化しない流れ。平時の河川は定常流となる。

非定常流 ⇒ 時間の経過とともに流量が変化する流れ。洪水時の河川は時間がたつほど流量が増える。よって非定常流である。

まとめ

今回は定常流について説明しました。意味が理解頂けたと思います。定常流は時間の経過で流量が変化しない流れです。つまり流積や流速は変化しません。時間に着目した水の流れの種類の1つです。似た用語に等流(とうりゅう)があります。等流は河川や水路の位置(場所)に着目した水の流れの種類です。また非定常流、等流の意味など併せて勉強しましょう。下記が参考になります。

非定常流とは?1分でわかる意味、等流、非等流、例、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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