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この解説書は翻訳であり、元記事の国籍は複数の国に及び、フランス版ウィキブックスの記事『Hydrodynamique des fluides parfaits』およびイングリッシュ版の記事『Fluid Mechanics/Fluid Properties』などを引用元とする、翻訳の文書です。

;協力者の募集
加筆・訂正や翻訳（和訳）を行ってくれる協力者をお待ちしています。日本版の内容は暫定的な物です。


現時点では、翻訳がメインですが、和訳に意訳が含まれるところもあり、元記事と内容が異なる場合もありますので、ご容赦ください。
また将来的には、日本版の独自の記述を追加したりなど、日本版の独自化があるかもしれません。
また、フランス版以外やイングリッシュ版以外からの、その他の国のウィキブックスなどからの翻訳和訳も、記事内容に追加するかもしれません。

執筆の方針についての議論などは、詳しくは「議論」ページを利用したいと思います。

== 流量 ==

=== 体積流量 ===
時間の間隔を<math>\Delta t</math>、 通過する体積を <math>\Delta V</math> とすると、体積流量<math>Q_V</math> は次式で与えられる。
:<math>
  Q_V = \frac{\Delta V}{\Delta t}
</math>

で体積流量（Débit volumique）は、与えられる。
次の図では、
[[Image:Physique Hydrodynamique demodebits.png|center]]
我々は、体積 <math>V</math>を見て, 影付きの二つのセクション間,
<math>P</math> の点を通過する、 <math>t</math>、と <math>t+\Delta t</math>時間の間 .この時点で
ポイント流体速度は <math>v</math>. したがって, スペースの長さは次式で与えられる。<math>l = v \Delta t</math>. 故に
<math>V = S v \Delta t</math>, とともに <math>S</math> 流れのセクション、
:<math>
  Q_V = \frac{S v \Delta t}{\Delta t} = S v
</math>
だった。



流体が'''非圧縮性'''（ひ あっしゅくせい）のときは, 体積が流れを通じて保存されている。したがって、いずれかの
流れのポイントで、同じ体積を費やしている <math>\Delta V</math> 同時に <math>\Delta t</math>. 同時に
体積流量の保全. すなわち、すべての点において、 <math>A</math> と <math>B</math> 流れがあった
:<math>
  Q_{V,A} = Q_{V,B} = Q_{V,C}
</math>

[[Image:Physique Hydrodynamique conservationdebits.png|center]]

=== 質量流量 ===

定義　：'''質量流量'''（しつりょう りゅうりょう,Débit massique）とは、その時点で毎秒あたりに通過する流体の質量である。

時間のため<math>\Delta t</math>の場合  彼は質量 <math>\Delta m</math> をついやし、次に質量流量 <math>D_m</math> (または
<math>q_m</math>) とによって与え
<math>
  D_m = \frac{\Delta m}{\Delta t}
</math>

密度を<math> \rho </math>とすれば、密度は以下のように定義される。

:<math> \rho = \lim_{\Delta V\rightarrow 0} \frac {\Delta m}{\Delta V }\, = \frac {dm}{dV}</math>

流体が均一であると仮定すると、密度の式は以下のように簡略化することができる。

:<math> \rho = \frac {{m}}{{V}} </math>

体積流量は質量流量に換算することができます。  <math>\Delta m = \rho \Delta V</math> なので 
<math>
  D_m = \frac{\rho \Delta V}{\Delta t}
</math>

同様に、方程式の式を使用して:dv2 を我々は得る
<math>
  D_m = \rho S v
</math>

非圧縮性流体の場合は、質量流量と同じ特性に体積流量を求められる。 これは、すべてのポイントであることを意味 <math>A</math> と <math>B</math> 流れがあった 
<math>
  D_{m,A} = D_{m,B}
</math>

=== プロパティ ===

==== 節に応じた速度を変える ====

非圧縮性流体の流れの一部である

[[Image:Physique Hydrodynamique vitessesection.png|center]]

流れの保全によると、次のようになる。
<math>
  D_{V,A} = D_{V,B} \Rightarrow  S_A v_A = S_B v_B \Rightarrow v_A = \frac{S_B}{S_A} v_B
</math>
で、あった。

など <math>S_A > S_B</math> その後 <math>V_A < v_B</math>. これは直感的です. 同じレートでを取得するには
小さいセクション, 増加を早める必要があります.

これは、流れの上のセクションでは、より高い速度を引き締めることは注目に値する.

==== 流路の接点での振る舞い ====

次のような状況を考える:
[[Image:Physique Hydrodynamique noeudshydro.png|center]]
非圧縮性流体の場合、それがあった:  <math> D_{V,1} + D_{V,2}= D_{V,3} + D_{V,4}</math>.

我々はこの結果を一般化することができます。流路の接点では、流入の和（または体積質量が）流出の和に等しい。

== ベルヌーイの方程式 ==


非圧縮性流体の連続的な流れについては2点間であった <math>A</math> と <math>B</math> 単一の現在の流線:
:<math>
  P_B + \rho g z_B + \frac{1}{2} \rho v_B^2 - \left( P_A + \rho g z_A + \frac{1}{2} \rho v_A^2
  \right) = \frac{\mathcal{P}_{\mathrm{ext}}}{D_V}
  
</math>

とともに 

  * <math>P_B</math> は圧力で、点<math>B</math>で。 
  * <math>\rho</math> 流体の密度
  * <math>g = 10 \mathrm{m}.\mathrm{s}^{-2}</math> 重力加速度
  * <math>z_B</math> 標高で、点 <math>B</math>で。 
  * <math>v_B</math> 速度で、 点  <math>B</math>で。 
  * <math>\mathcal{P}_{\mathrm{ext}}</math> 流れの外部アクチュエータ (ポンプ,
    タービン,…). 
  アクチュエータは、流れを供給する場合 (ポンプ,…) その後 <math>\mathcal{P}_\mathrm{ext}>0</math>.
    アクチュエータは、力を受けた場合 (タービン,…) その後 <math>\mathcal{P}_\mathrm{ext}<0</math>.
  * <math>D_V</math> 体積流量 

このような式が、ベルヌーイの方程式（L'équation de Bernoulli）である。

=== 実例 ===

==== 水圧限界 ====

静水圧の場合、速度はゼロである (<math>v_A = v_B = O</math>) アクチュエータはありません (<math>\mathcal{P}=0</math>) だからベルヌーイ式に従って式を与えるのだった。
:<math>
  P_A + \rho g z_A = P_B + \rho g z_B
</math>

一つは、その後、流体静力学の基本的な関係を見つけた (したがって、ベルヌーイの定理の特殊なケースである).

==== タンクを排水 --- トリチェリ式 ====

[[Image:Physique Hydrodynamique toricelli.png|center]]

下部にあるバルブでタンクを空には、このいずれかで実行され. ポイントが配置されている
<math>A</math> (<math>P_A=P_\mathrm{atmo}</math>) タンクの自由表面との時点で <math>B</math> 表面上
タップを残しジェット(<math>P_B=P_\mathrm{atmo}</math>).
参照高度をタンク底として(故に <math>z_B=0</math> と <math>z_A=h</math>).
点の間にはアクチュエータがありません <math>A</math> と <math>B</math> (<math>\mathcal{P}_\mathrm{ext}=0</math>).

ベルヌーイ方程式になる
:<math>
  P_\mathrm{atmo} + \rho g h + \frac{1}{2} \rho v_A^2 = P_\mathrm{atmo} + \frac{1}{2} \rho v_B^2
  
</math>

流体は非圧縮性である点間<math>A</math> と <math>B</math>との点間での体積流量の保全があります.
または
:<math>
  D_{V,A} = D_{V,B} \Rightarrow
  S_A v_A = S_B v_B \Rightarrow
  v_A = \frac{S_B}{S_A} v_B
</math>

しかし、セクション <math>S_A</math> 点 <math>A</math> （通常）バルブのセクションよりもはるかに大きい (<math>S_B</math>).
もし <math>S_A \gg S_B \Rightarrow \frac{S_B}{S_A} \ll 1 \Rightarrow v_B \gg v_A \Rightarrow v_A^2 \ll
v_B^2</math>. その後、我々は言葉を無視することができます <math>v_A^2</math> 方程式式でeq:tori1. 

その後, 簡素化した後 <math>P_\mathrm{atmo}</math> と再編
:<math>
  v_B = \sqrt{2 g h}
  
</math>
この式は、（このセクションのすべての方程式のように）知っているされていません
しかし、あなたはそれを見つけるために使用されているデモンストレーションおよび仮定を知っている必要があります。

==== ポンプのサイズ変更 ====
私たちは、サイズにポンプを試す <math>P</math>高さにタンクから水を供給する <math>h</math>

[[Image:Physique Hydrodynamique pompe.png|center]]

前節と同様に、我々 <math>P_A = P_B = P_\mathrm{atmo}</math>, <math>z_A=0</math> と <math>z_B=h</math>. 通常は、流体のセクションに同じ近似を行うことができます <math>A</math> と <math>B</math>, だから私たちは無視することができます <math>v_A^2</math>. ベルヌーイの式 になる （簡素化圧力後）
<math>
  \rho g h + \frac{1}{2} \rho v_B^2 = \frac{\mathcal{P}_\mathrm{ext}}{D_V}
</math>

質量流量の関数としてこの式を書き換えることが可能である <math>D_m = \rho S v_B</math>. その後、我々
:<math>
  \mathcal{P}_\mathrm{ext} = D_m \left(g h + \frac{1}{2} \frac{D_m^2}{\rho ^ 2 S^2} \right)
</math>

==== ベンチュリ効果 ====
（Effet Venturi）
引き締めと流れです

ベルヌーイ方程式で, 等しい高度だった 
(<math>z_A = z_B</math>) およびno
作動装置 (<math>\mathcal{P}_\mathrm{ext}=0</math>). したがって、我々は得る
:<math>
  P_A + \frac{1}{2} \rho v_A^2  =  P_B + \frac{1}{2} \rho v_B^2 \Rightarrow
  P_A - P_B  =  \frac{1}{2} \rho \left(v_B^2 - v_A^2 \right)
</math>

使い方 当式：速度が得られる 
:<math>
  P_A - P_B = \frac{1}{2} \rho v_B^2 \left(1 - \frac{S_B^2}{S_A^2} \right)
</math>

誤算 : 自乗に比べてSb/Saを置くべき

など <math>S_B < S_A</math> だった <math>P_A - P_B > 0</math> または <math>P_B < P_A</math>. これは、より多くの流れが収縮し、圧力が低下することを示している。

短所 - 直感的な結果もベンチュリーの''パラドックス''と呼ばれています。この効果は、しかし、本物である
これは、特に嵐の間に屋根を引き裂くための責任があるものです
またはそうでなければ、航空機の飛行の原理である。

== 粘性 ==
粘度（「ねんど」。記号はμ、ギリシャ文字のμで表される、英：Viscosity）とは、物性値である。
粘度は流体に固有の値であり、それは流体の流れの抵抗力を測定する。
 
流体の特性にもかかわらず、流体が動いているときにのみ、その効果が理解される。

異なる要素が異なる速度で移動すると、各要素がそれと一緒に、その隣接要素を引きずろうとします。したがって、せん断応力は、異なる速度の流体要素の間に発生します。

[[Image:Laminar_shear_flow.svg|frame|center|層流せん断流における速度勾配]]
せん断応力と速度場の関係は、アイザック·ニュートンによって研究され、彼はせん断応力が速度勾配に正比例していることを提案した。
<math>\tau = \mu \frac{\partial u} {\partial y}</math>
比例定数は、動的粘性係数（coefficient of dynamic viscosity）と呼ばれています。

動粘度（kinematic viscosity）として知られている別の係数、 (<math> \nu  </math>, ギリシア文字の「ニュー」) の定義は、動的粘度と密度の比として定義される。

すなわち、<math> \nu = \mu / \rho </math>

それは、流体の流れに対する抵抗を定量化する流体の特性である。

===無次元数===
無次元数（Dimensionless parameters）は、分析を単純化し、単位を参照することなく、物理的な状況を記述するために使用される。無次元量は、それに関連付けられた物理的な単位を持っていません。

=== レイノルズ数 ===
レイノルズ数（Reynolds Number）は、（オズボーン=レイノルズ、1842年から1912年後）は、流体の流れの研究で使用されている。これは慣性と粘性の効果の相対的な強さを比較します。

レイノルズ数の値は以下のように定義される:
<math>
  Re = \frac{\rho V L}{\mu} = \frac{VL}{\nu}
</math>

ここで ''&rho;''(rho) は密度であり, ''&mu;''(mu) は粘度（ねんど）であり, ''V'' は流れの代表的な速度であり, そして ''L'' は代表長さである。

{| border="0" cellpadding="6" cellspacing="0" 
|- style="background:#235e2d;font-weight:bold; color:white; " 
|width="640"|例0.1：平板フローのレイノルズ数
|-style="background:#deeede;"
|温度293K、密度1.225 kg m<sup>-3</sup> では、エアーは1m s<sup>-1</sup>で平板を過ぎて流れている。平板の前縁から1メートル下流のレイノルズ数は何ですか？
|-style="background:#f5fff5;"
| 空気の絶対粘度は1.8 × 10-5 N s m<sup>-2</sup>である .
<math>
  Re = \frac{\rho V L}{\mu} = \frac{ 1.225   (1)   (1)}{1.8E10^{-5}}
     = 68,055
</math> 
|}

くわえて, 変数 ''&nu;''(nu) は ''動粘度'' （どうねんど）と定義される.

低い ''Re'' はクリープ流れ（creeping flow）を示し, 中間の ''Re'' は ''層流'' （そうりゅう、laminar flow）であり, 高い ''Re'' は ''乱流'' （らんりゅう、turbulent flow）を示す。

レイノルズ数は、異なる流れの条件を考慮して変換することができる。例えば、パイプ内の流れのためのレイノルズ数は次式で表され

<math>
Re=\frac{\rho u d}{\mu}
</math>

ここで ''u'' は パイプ内にある流体の流速の平均であり 、そして ''d'' は パイプの内径.

{{DEFAULTSORT:きかいこうかくりゆうたいりきかく}}
[[カテゴリ:流体力学]]
[[fr:Hydrodynamique des fluides parfaits]]
[[en:Fluid Mechanics/Fluid Properties]]