平行平板間の流れ(層流)

本例題について

• 平行平板間に流体を一定速度で流した場合の定常解析例を示します。
   

• 流速分布、圧力分布や流速ベクトルを解析結果として見ることができます。
   

• 表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
   

解析空間

解析条件

モデル図

長方形のシートボディを定義し、空気（000_空気)の材料を設定します。また、左側の辺に流入、右側の辺に流出の境界条件を設定しています。

境界条件を設定していない上下の辺には、外部境界条件として、固体壁が自動的に設定されます。

ボディ属性および材料の設定

※材料データベースを利用

境界条件

このモデル形状、材料定数、流速でレイノルズ数を計算すると、66程度となり、十分に小さいため、層流で解析することができます。

一般に、数千のオーダーで乱流に遷移すると言われています。

粘度μ=1.82e-5[Pa s]

密度ρ=1.205[kg/m3]

動粘度ν=μ/ρ=1.82e-5/1.205=1.510e-5[m2/s]

流速V=0.1[m/s]

平板間距離L=0.01[m]

レイノルズ数Re = V*L/ν=0.1*0.01/1.510e-5 = 66

解析結果

流速分布の解析結果を示します。

流出口の辺を選択して、右クリックから「辺上のグラフ」を行った結果を示します。

層流の場合、流速分布は放物線状の分布になることが知られていますが、その通りの分布になっていることが確認できます。

また、中央の最大流速は、平均流速の1.5倍程度と言われており、流入流速0.1[m/s]の1.5倍程度になっていることが分かります。