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流れ、層流および乱流の分類

流れは、本質的に層流、乱流または過渡的であり得る。 これは流れの非常に重要な分類となり、Osborne Reynolds（1842-1912）によって行われた実験によって鮮やかに引き出されます。 ガラス管を通る流れに（Fig。7.2., ）彼は流れの性質を観察するために染料を注入した。 速度が小さいとき，流れは直線経路に従うように見えた（色素拡散によるわずかなぼかしを伴う）。 流速が増加するにつれて染料は変動し，間欠的なバーストを観測した。 流速がさらに増加するにつれて、染料はぼやけており、パイプ全体を満たすように見える。 これらは、層流、過渡的および乱流と呼ばれるものです。

図7.,2:レイノルズ実験

同様の実験は、ある点での瞬時速度を測定するHot WireAnemometerを使用して、今日実施することができます。三つの流れ領域における速度の痕跡を示した。7.3. 層流が優勢であるのに対し，乱流は流れ法線方向における速度の重要な成分を有することは明らかである。層流は”秩序ある”乱流であるが、”ランダム”および”カオス”である。

図7.,3:乱流（上）、過渡的な流れ（中間）および層流（底）のための熱線信号

またReynoldsNumberが（管の直径に基づいて）2100よりより少しであれば管の流れが層流であり、4000より大きければisturbulent 過渡的な流れが優先するこれら二つの限界の間にある。 しかし，注意深く監視された条件を通して，非常に高いＲｅｙｎｏｌｄｓ数で層流を保存していることが指摘されるべきである。

これはレイノルズ実験を行うためのアニメーションです。,


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