説明

層流は流体の流れが層を成して滑らかに流れる状態であり、流れの中に大きな乱れや渦が発生していない状態を指す。レイノルズ数が小さい場合（\(Re < Re_{cr}\)、粘性力が慣性力に比べて支配的な場合）に層流となり、流線は滑らかで、乱流のような不規則な混合は生じない。層流では流れの挙動が比較的規則的で予測しやすく、速度分布は解析的に求められることもある。例えば、円管内のポアズイユ流れでは、速度分布は

\[u(r) = -\frac{1}{4\mu}\frac{dp}{dx}\left(R^2 – r^2\right)\]

で表される。\(x\)方向に流れるとき\(dp/dx < 0\)なので、右辺の負号により速度は正になる。\(R [\mathrm{m}]\)は管の半径、\(r [\mathrm{m}]\)は中心からの距離、\(\mu [\mathrm{Pa}\cdot\mathrm{s}]\)は粘性係数である。

関連用語

• ポアズイユ流れ
• 渦
• 流線
• レイノルズ数
• 乱流