レイノルズ数とは？
れいのるずすう
レイノルズ数とは、流体の流れにおける慣性力と粘性力の比を表す無次元数で、流れが層流か乱流かを判定する指標として使われます。
レイノルズ数（Reynolds number、Re）とは、流体力学において流れの性質を特徴づける無次元数のひとつで、慣性力（流体が運動を続けようとする力）と粘性力（流体の内部摩擦による力）の比として定義されます。イギリスの工学者オズボーン・レイノルズが19世紀後半の実験を通じてこの概念を確立したことからその名が付いています。
レイノルズ数は次のように定義されます。Re = ρvL/μ（ρ：流体密度、v：流れの速度、L：代表長さ、μ：粘性係数）。この値が小さいほど粘性が支配的で整然とした層流、大きいほど慣性が支配的で不規則な乱流になります。
流れの遷移に関する目安として一般的に以下が用いられます（条件によって異なります）。
- 円管内流れ：Re が約2300以下で層流、約4000以上で乱流、その間が遷移域
- 平板上の境界層流：Re が約5×10⁵を超えると乱流遷移が起こりやすい
- 翼の揚力・抗力特性もレイノルズ数に依存して大きく変わる
レイノルズ数は相似則（スケールの異なるモデルで同じ流れを再現する条件）の基礎にもなっており、実機の代わりに小型模型で風洞実験を行う際にレイノルズ数を一致させることが求められます。航空機・船舶・自動車の空力設計、化学プラントのパイプ設計、生体内の血流解析など非常に幅広い分野で活用される重要な指標です。
使い方・例文
水道管の流速を上げると乱流に変わって流量の予測が難しくなりますが、レイノルズ数を計算することで層流から乱流への遷移を事前に判断することができます。
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