- ベストアンサー
完全流体の中で魚は泳げるか?
IrGacriaの回答
- IrGacria
- ベストアンサー率65% (26/40)
泳げると思いますよ? エネルギーの収支で考えてみましょう。完全流体では粘性がないですし、音波も発生しないし、渦も泡も発生しませんから、魚のポテンシャルエネルギー(?)はかなり高効率で運動エネルギーに転換できるはずです。 粘性は、流れを作り出すための必要十分条件ではありません。粘性がなくても、流れを作り出すことは可能です。粘性があるときは推進力の一部に応力を使えるというだけ。応力がなくても推進力があるのではないかとおもいます。 ちなみに、粘性のない液体の中で物体を動かすのだってエネルギーは必要です。 (粘性のない流体中で振り子を振らすと永遠に振れ続ける、というのは良くある誤解です。 物体の前にある液体を、後ろへと押しやるためには有限の運動エネルギーが必要なのです。空気の場合はあまりに質量が小さいので無視できるだけで、液体の場合は質量が無視できない) 逆に、エネルギーの与え方によっては、物体を動かすことだってできるはずです。
関連するQ&A
- 流体力学の質問
質問1 以下はネットから引っ張ってきたんですが、流体の粘性応力は考えなくていいんですか? 「直径Dの円管について長さLの区間を考えます。 この区間の圧力損失をΔpとします。 また、円管壁面での壁面せん断応力をτwとします。 この時、運動量保存式を考えると πDLτw=πD^2/4Δp となる。」 質問2 管摩擦係数は壁面の粗さにもよるはずなのに、ブラジウスの近似式では、レイノルズ数しか出てこないのはなぜでしょうか? 質問3 ある円管で、壁面でのせん断応力は、μdu/dy(μは流体の粘性係数、uは流体速度、yは壁面からの距離)の、y=0での値で正しいですか? 多くてすみませんが、宜しくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 流体力学の質問です
急拡大管の損失の問題です. http://homepage3.nifty.com/skomo/f28/hp28_55.htm このURLの説明を使うと, 非粘性非圧縮性流体に対して成り立つベルヌーイの定理を用い, 粘性の影響を考慮した圧力損失をΔpとおき,これが,速度差の2乗に比例するという結論を得ます. しかし,もし,流体が非粘性非圧縮性流体なら,圧力損失はゼロです. とすると,速度差もゼロにならなければなりません. これは矛盾です. この解決のためには,おそらく運動量保存を考えて式をたてるところかなと思うのですが, いまいち,理解できません. ご教授お願いします.
- ベストアンサー
- 物理学
- 圧縮性流体の基礎式の導出について
流体力学についての質問です。 圧縮性流体の基礎式の導出をしなければなりません。 条件として粘性のない非定常の管の中を1次元的流れで、 管断面の面積をSとして変動するものとします。 至急よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 連続の式について(流体)
連続の式というのは使用するのに条件はあるのでしょうか?今自分の頭の中でこまっているのは断面積の違いによる流体の流れ方です。連続の式は断面積が大きければ速度が小さく、断面積が小さければ速度が大きくなるということですよね?でも実際にたとえば樹脂のような粘性の高い流体では断面積が小さくなると流れにくくなると思うのですが。これはどういう理解をすればよいのでしょうか?それから水の場合も本当に断面積が小さければ速度は速くなるのでしょうか?なにか流れにくくなる気がするのですが・・・
- ベストアンサー
- 物理学
- 魚のレイノズル数の求め方
魚が、水面から飛び出ているとき(飛び跳ねたとき)のレイノズル数の求め方が知りたいです。 数値などは適当に決めてもらってかまわないです。 生物系を専門に勉強していて、流体力学は全くの無知です。優しく教えてください。 先生に、水から飛んでいるときには、水の粘性は関係なく、空気抵抗が関係あると言われました。 Re=pVL/nのnはどうなるんですか?
- 締切済み
- 物理学
- 粘性流体が及ぼす摩擦応力の向き
粘性流体が及ぼす摩擦応力の向き ーーーーーーーーーー ↑ H → y ↓ ↑ ーーーーーーーーーー →x 上図のような高さHで平行な2つの壁に挟まれた領域に流体が右に向かって流れている場合を考えます。座標軸は図のように下の壁にそって原点を置きました。 このとき流体が隔壁に及ぼすせん断応力を考えるのですが、 τ=μ(du/dy) (u:x方向の流速、τ:せん断応力) よりτ=[α(2y-H)]/2 (α<0:圧力勾配) と導きました。 ここで、y=Hを代入するとτ=αH/2となり、なぜか上側の壁面では流れと逆の方向にせん断応力が働いてしまいます。ちなみにy=0を代入するとτ=-αH/2となり流れの向きと同じ方向に働きました。図を見る限り、上側も下側もX軸正の方向にせん断応力が働きそうなのに、上側の壁では負の向きになるのはどうしてなのでしょうか?式でそうなるのは分かるんですが、どうしてもイメージできません。 先生に聞くと「計算で出てくるのは板の上側だから」と言われましたが、なんだかよく分かりませんでした。
- ベストアンサー
- 物理学
- 粘性と非粘性についてちょっと混乱してきたので、解消させてください!
粘性と非粘性についてちょっと混乱してきたので、解消させてください! まず、現在の粘性の定義に対する認識ですが、噛み砕いて言いますと、【隣あった流体が異なる速度で流れている場合、これらの速度をならして一様にしようとする向きに剪断力が発生しこの性質が粘性である】、と認識しています。 これは、つまり逆に非粘性の流体の場合、ある流線の速度がそれと隣り合う流線の速度と異なっていても、互いに干渉せず、各々そのままの速度で流れていくことと思います。 そこで抱いた疑問が、no-slip condition と、物体に働く抵抗についてです。("剥離"併せて) まず、前者ですが、物体との境界において相対速度がゼロというのは粘性に依存するものなのですか、それとも非粘性の流体であっても成り立たねばならないものなのですか? 上の定義で考えると、物体の隣の流体は物体が速度ゼロでも関係なくそのままの流れを維持するので、no-slipでなくて良いと思うのですが。 しかしその場合、『すべる』というのが物理的な現象としてにどういうことなのか分かりません(もちろん数学的には相対速度がゼロでないことと分かりますが)。 同時に、粘性がある場合はもちろん粘性により流体から壁などの物体に摩擦(skin friction)であるμ(∂u/∂y)が物体を引っ張るかたちで働きますよね。これはy=0で粘性により物体に引っ付いていると思っているのですが、そうすると非粘性流体からは働かないのでしょうか? (するとやはり上記のno-slipは非粘性では無いことに) また、粘性流体の剥離について、これは摩擦がゼロになるところということですが、つまりこの時点で粘性流体はy=0で物体に引っ付かない、つまりno-slipではなくなるのでしょうか? 支離滅裂とした文になってしまいましたが、粘性について、分かりやすい解説をよろしくお願いします!
- ベストアンサー
- 物理学
- 流体力学の問題について
以下の流体力学の問題がわからないので、どなたか教えていただけませんか。途中式もよろしくお願いします。 2-1)粘性流体の方程式は次式で与えられる。流速ベクトルvが3成分v=(u,v,w)を持つとして、運動方程式のx成分を書き下しなさい。 ∂v/∂t+(v・∇)v=-1/p+v∇²v 2-2)いま、x軸方向の長さが1の2枚の板(紙面に直交するz軸方向には無限に長い)がy軸方向に距離Lを隔てて平行に置かれている(下の画像参照)。この2枚の板の間に粘性係数および密度が一様な非圧縮性流体が存在しているとする。X軸方向およびZ軸方向には流速は一様であると仮定する。いま、両端で定常な圧力差が加えられており、流体中ではdp/dxは一様であると仮定する。このような条件下では流速はX軸方向の流れのみとなりu=u(y)の形をとると考えてよい。 この場合の、運動方程式のx成分を書き下しなさい。さらに、u=u(y)を求め、流れが2次曲線となることを示しなさい。 以上のような問題です。誠に勝手ながら、どうかよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学