17.3
湾曲したパイプを着実に流れる水を考えてみましょう。パイプ内の流れの方向は、流線を使用して視覚化できます。
流線は、すべてのポイントで常に流体の速度に接するパスを表します。
流体パーティクルが流線に沿って移動すると、任意の点での速度は流線のパスに沿って向けられます。この速度の整列により、パーティクルは流線によって定義された流れの方向を刻々と追従します。
同じパイプの1つの固定点に染料を注入すると、染料粒子はその点を通過する流体粒子を流れ、連続的にトレースします。
このトレースはストリークラインを形成し、特定のポイントを通過した粒子が任意の瞬間にどこにあるかを示します。
パスラインは、1 つの流体パーティクルが時間の経過とともにたどる実際のパスを示します。
川沿いに浮かぶ葉が、そのユニークな道をたどっていると考えてください。リーフが下流に移動するときにたどるパスは、パスラインを表します。
定常的な流れでは、パスラインは流線とストリークラインに整列します。ただし、非定常流れでは、各粒子が動的ルートをたどるため、パスラインは異なります。
流線は、任意の点で流体の速度ベクトルに常に接する軌道を表します。流体粒子の速度は常に流線に沿って方向付けられ、粒子が流線の経路を継続的にたどることが保証されます。流線は、流体システム内の全体的な流れの方向を視覚化するのに特に役立ち、流れの速度場を瞬時に表現します。条件が時間の経過とともに変化しない定…
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