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☆☆★ベルヌーイの定理じゃ(ry 2★☆☆

1 :NASAしさん:2006/07/11(火) 19:15:05
前スレ
☆☆ベルヌーイの定理じゃないだろ!☆☆
http://travel2.2ch.net/test/read.cgi/space/1089819400/


267 :NASAしさん:2006/09/18(月) 17:46:25
6.1 コアンダ効果が翼周りの流れを曲げる?

コアンダ効果とは噴流が凸状の物体の表面に沿って流れる現象のことを言う.
乱れた勢いのある流れが,その慣性にも関わらず真っ直ぐ進まずに物体の曲率に沿って曲がるのである.
このコアンダ効果による流れが曲がる性質を,主翼周りの流れが曲がる理由として揚力を説明している例が見られる.
おそらくこれは,デビッド・アンダーソン氏の著書などを誤読してしまったためと思われる.
このような説明もやはり間違った揚力の説明と言わざるをえない.

ところで,普通の物体の運動では,勢いがあればあるほど直進性が大きくなることは経験的に理解できるだろう.
流体中の噴流も勢いのある運動とみなすことが出来る.ならば,そのような経験から,噴流も直進性が大きいように思われる.
噴流が凸状の物体に当たったとしても,その勢いで直進すると考えてしまう.
しかし実際は,噴流は凸状の物体に当たるとその凸表面に沿って流れてしまうのだ.
しかも整った流れでは剥がれてしまう領域でも表面に沿って流れる.この現象がコアンダ効果である.

コアンダ効果が対象としているのは「噴流(乱流)」である.
一方,翼の揚力は,基本的に静止した流体中を翼が一定速度で移動する状態で考えるので,移動している翼から観測すれば流れは整ったものである.
まずこの点で揚力が発生している物理的状態が異なっていることがわかる.

コアンダ効果では,噴流が物体に接してから初めてその表面に沿って流れが曲がる.
揚力の発生している翼周りの流れでは,第2章第2節の図2.2-1 を見てわかるように,流れが翼に接する以前に既に曲がり始めている (upwash).
コアンダ効果ではこの状態を説明することが出来ない.
つまり,コアンダ効果は物体に沿うことで曲がるが,揚力の発生している翼周りの流れでは翼が流れ場に与える影響によってその周りの流れが全体的に曲がるのである.
つまり,流線曲率の形成の仕組みがコアンダ効果と翼周りの流れとは根本的に異なるのである.

268 :NASAしさん:2006/09/18(月) 17:47:11
流れが物体に沿って流れるのはそれが流体の本質だからであり,粘性やコアンダ効果のためではない.
流体は「連続体」であるから,通常いかなる領域も流体で満たされており,不連続な状態――空気中ならば真空――は特別な状態として扱う.
したがって,揚力の発生に関わらず,一般的な翼周りの流れでは不連続な状態が無く,物体以外の空間は全て流体で満たされている.
理想流体での流れでは,その中に翼や物体がどのように置かれてもその周りを連続的に流体が満たして流れて行く.つまり,常に物体に沿って流れるわけである.

しかし,実在流体ではそのようなことが起きない.流れが物体に沿って流れるうちに剥がれてしまうのである.
流れが剥がれたところから下流はどうなっているのかと言うと,連続体なのであるからその周りにある流体が入り込んで満たされるのである.
なぜ実在流体では流れが剥がれるのかというと,物体表面に形成されている境界層内の運動エネルギが減少して境界層自体が剥がれてしまうからである.
これは,静圧の上昇によって流れが押し戻される(流速が遅くなる)ことと,流体の内部摩擦性(粘性)によってエネルギが散逸するからだ.

流体の粘性は,流れを剥がす原因となる一方で,流れを曲げる(「沿う」ではない)原因ともなっている.
粘性があると,翼後縁のような鋭い稜では流れがなめらかに流れ去らざるを得なくなり,これによって翼の周りの流れ全体が曲げられる.
コアンダ効果のように流れが物体に沿うことだけでは,全体的に曲がった流れは生み出さないのだ.
翼前縁での upwash も翼下面での曲がった流れもコアンダ効果では説明できない.

では,なぜ噴流は凸状物体表面を沿って流れるのか.噴流はいわゆる乱流の状態にあり,これは非常にエネルギの高い流れである.
これが物体表面に当たると,物体表面の境界層(層流境界層)がエネルギ状態の高い乱流境界層に変化する.
高いエネルギ状態のため,層流境界層では剥離するような状態でも乱流境界層は物体表面に付着したままとなり,噴流は物体表面に沿って流れることになる.
コアンダ効果は,いわば,意図的に噴流を物体に吹き付けることで乱流境界層が持つ凸状形状でも非常によく沿うという特性を引き出すことにより得られるものと言える.

なぜ飛行機は飛ぶのか:第6章 (How does an airplane fly?:Chapter 6)
http://web.archive.org/web/20050308091406/www002.upp.so-net.ne.jp/a-cubed/lift/chapter6.html

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