非定常流で層流な流れはありますか？

質問

血管内の流れについて勉強しています。

定常流と非定常流，層流と乱流の違い（定義）は分かるのですが，
実際の流れにおいて非定常流で層流な流れというのはあるのでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.2

inara · ベストアンサー

> 実際の流れにおいて非定常流で層流な流れというのはあるのでしょうか

抹消部を除けば血流は非定常流ですね。しかも血管内を流れるので内部流れになります。流体関係のテキストに書いてあるように、内部流れの場合、レイノルズ数 Re [1] が概略2300未満なら層流というのが一般的な定義です。同じ流速でも、流路が狭いほど、流体の動粘性係数が高いほど乱流になりにくくなります。速度が変化している非定常流でも、最大 Re が2300未満であれば層流となります。

血液の場合赤血球などが入っているのでニュートン流体として扱っていいのか分かりませんが、ヒトの血管内のレイノルズ数が資料 [2] に出ています（２つの表で値が違いますが）。ほとんどの血管内の流れは層流と考えていいと思います。

> 層流と乱流の違い（定義）は分かるのですが

Reで定義するのも１つですが、内部流れの層流の場合、管摩擦係数が Re に反比例して変化する（Re の増加とともに摩擦係数が減少）のに対して、乱流になると、摩擦係数が上昇し始め、Re に対してあまり変化しなくなるので、その境界で定義することもできます。実際には流体が一斉に乱流に変わるわけではないので境界ははっきりしませんが。

[1]　http://conductor.cool.ne.jp/neturyutai/number/reynolds.html
[2]　血流のレイノルズ数（13-2表、表8.1）　http://homepage3.nifty.com/tsuru-y/newpage72.html

お礼

丁寧なご回答ありがとうございました。

非定常流でも層流である流れというものが，生体内の多くの血管で存在することが明快に分かりました。

また，関連する説明も補足していただきより理解が深まりました。
紹介してくださったサイトはとても興味深い内容がまとめてありましたので後日改めて熟読したいと思ってます。

どうもありがとうございました。

回答No.1

rabbit_cat

例えば、流量（と流速）が、ゆっくり変化している場合とか。

お礼

ご回答ありがとうございました。