ニュートンの粘性法則

ニュートンの粘性法則

粘性による抵抗力は流体内部の摩擦によって発生します。

この粘性による抵抗力のことを摩擦応力と呼び、流体ー流体間または流体ー物体間の速度勾配(速度の変化率)に比例して大きくなることが分かっています。

この法則をニュートンの粘性法則(Newtons’s law of viscosity)といいます。

\(\tau=\displaystyle \mu \frac{du}{dy} \tag{1}\)

\(\tau\) 摩擦応力 [Pa]
\(\mu\) 粘性係数 [Pa・s]
\(u\) 流体の速度 [m/s]
\(y\) 流体ー流体間または流体ー物体間の距離 [m]

(参考:航空力学の基礎(第2版), P.27 (2.34)式)

まとめ

  • 粘性とは、流体を動かすときに抵抗力が働く性質のこと。
  • 粘性による抵抗力(摩擦応力)はニュートンの粘性法則で表される。
  • 摩擦応力は速度勾配が大きいほど大きい。
参考資料
次の記事

粘性係数と動粘性係数

2018.02.07

粘性のある流れの様子を考えるには粘性流体のパラメータである「粘性係数」だけでなく、もうひとつのパラメータ「動粘性係数」も重要です。

次の記事では、粘性係数と動粘性係数の違いについて解説します。

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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。