摩擦抵抗

摩擦抵抗とは

摩擦抵抗(friction drag)とは、流体の粘性によって生じる物体表面の摩擦のことです。

摩擦抵抗は流体と物体が接する面積が広いほど大きくなります。また摩擦抵抗は物体境界面の速度勾配に比例して大きくなります(ニュートンの粘性法則)。

乱流境界層は、層流境界層より速度勾配の大きいので摩擦抵抗が大きくなります。

 流体の粘性とは?
 ニュートンの粘性法則とは?
 層流境界層と乱流境界層とは?

摩擦抵抗の低減方法

表面積を小さくする

摩擦抵抗は空気と接する面積に比例して大きくなるので、単純に表面積を小さくすれば摩擦抵抗も小さくなります。

境界層を層流化する

摩擦抵抗は物体表面の速度勾配に比例して大きくなります。(ニュートンの粘性法則)

速度勾配は乱流よりも層流の方が小さいので、物体表面の境界層を層流に維持することで摩擦抵抗を低減できます。

 ニュートンの粘性法則とは?
 層流境界層と乱流境界層の速度勾配の違い

摩擦抵抗の推算方法

摩擦抵抗の推算方法は、平板の摩擦抵抗の実験式が基本となります。

平板の摩擦抵抗

2018.04.11

翼型の摩擦抵抗は、平板の摩擦抵抗の実験式をベースに翼厚などの影響を考慮して求めます。

翼型の空気抵抗の推算(Fluid-Dynamic Dragによる計算方法)

2018.04.10

まとめ

  • 摩擦抵抗とは、流体の粘性によって生じる物体表面の摩擦のこと。
  • 摩擦抵抗は速度勾配・表面積に比例して大きくなる。
  • 一般に層流境界層より乱流境界層の方が摩擦抵抗が大きい。
次の記事

次の記事では圧力抵抗について解説します。

圧力抵抗

2018.03.17
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ABOUTこの記事をかいた人

1985年9月生まれ。大阪出身。息子と娘の2児の父。
東北大学大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻 修士課程修了。
学生時代は数値流体力学を用いた航空機の空力設計の研究に従事。
卒業後は航空機製造メーカーにて旅客機の設計を担当。