流体力学におけるストローハル数 - 総合ガイド

流体力学におけるストラウハル数の理解

ストルーハル数 (Strouhal number)セントは次元のない数値で、振動流動メカニズムを説明します。ウィンツェン・ストルーハルにちなんで名づけられたストルーハル数は、流体力学の研究において重要で、特に渦の排出、熱交換器、およびタービンブレードの設計などの現象に関連しています。ストルーハル数は次の式で表されます：

ここ f 振動の特徴周波数は、 エル は特性の長さ（シリンダーの直径など）であり、 ブイ これは流れの速度です。得られたストルハル数は無次元であり、流れの性質およびその振動特性についての洞察を提供します。

公式を分解する

• fこれはヘルツ (Hz または 1/s) で測定された渦からの脱落または振動の頻度です。
• エルこの特徴的な長さは通常、メートル(m)で測定されます。
• ブイ流速はメートル毎秒（m/s）で測定されます。

例題計算

直径のあるシリンダーを考えます エル 流体の流れにおいて0.05メートル ブイ = 2 m/s、および渦脱落周波数、 f = 10 Hz:

• f = 10 Hz
• エル = 0.05 m
• ブイ = 2 m/s

ストルーハル数は次のように計算されます:

ストローハル数0.25は、流体流れにさらされる円筒構造に一般的な振動流動ダイナミクスを示します。

実生活の応用

ストルハル数は、特に工学と環境科学で有用です。例えば、ヘリコプターのローター、航空機の翼、橋のエンジニアは、構造的失敗を引き起こす可能性のある共振効果を避けるために、ストルハル数を考慮する必要があります。同様に、魚やイルカなどの水生動物も、効率的な推進のために最適なストルハル数を維持するよう進化してきました。

よくある質問

結論

ストローハル数は流体力学の fundamental な側面であり、流体の流れにさらされるさまざまなエンジニアリングシステムの設計と分析に大きな影響を与えます。その使用法と影響を理解することで、より効率的で安全な設計を作成することができます。