連続体力学において、流速()とは、連続体の運動を数学的に記述するためベクトル場である。流速ベクトルの絶対値はflow speedと呼ばれ、スカラー量である。
定義 流体の流速uはベクトル場;
で表され、流体粒子の任意の位置と任意の時間における速度を示す。
流速ベクトルの絶対値(flow speed)q はスカラー量であり
で表される。
利用 流体の流速は、流体の運動に関する全ての事象を効果的に表すことが出来る。流体の多くの物理的性質は、流速の観点から数学的に表すことができる。一般的な例を以下に示す:
定常流
が時間と共に変化しなければ、流体の流れは安定しているとされ:
が成り立つ。
非圧縮性流れ
非圧縮性流れにおいてはの発散 は0であり:
が成り立つ。 ここでは。
渦なし流れ
渦なし流れにおいてはの回転 は0であり:
が成り立つ。 ここでは。
非回転的な単連結空間 における流れは速度ポテンシャル ()を用いることにより、ポテンシャル流として表される。渦なしかつ非圧縮性の流れにおいては、速度ポテンシャルのラプラス作用素は0であり: となる。
渦度
流れの渦度は、流速より以下のように定義される。
したがって、非回転流では渦度は0である。
速度ポテンシャル
非回転流れが単連結な流体領域を占める場合、スカラー場が存在し、
が成り立つ。 ここでスカラー場は流れの速度ポテンシャルである(を参照)。
計測器 非接触型流速計 レーザードップラー流速計 超音波流速計 ピトー管
関連項目
速度ポテンシャル
群速度
渦度 エンストロフィー
流れ関数 圧力勾配
脚注