「コアンダ効果」の版間の差分
削除された内容 追加された内容
m →発見 |
m編集の要約なし |
||
1行目:
{{連続体力学}}
[[File:Effetto coanda.jpg|right|thumb|コアンダ効果(水流ジェットが容器の曲面に沿って流れる)]]
'''コアンダ効果'''(コアンダこうか、{{lang-en-short|Coandă effect}})は、[[粘性流体]]の[[噴流]](ジェット)が近くの壁に引き寄せられる効果のことである。噴流が周りの流体を引きこむ性質(entrainment)が原因<ref
噴流を発生させる[[境界層制御]]装置によって翼が強い揚力を得ることができるのはコアンダ効果の重要な応用例である。
本来、コアンダ効果は噴流で発生するものだが、噴流でない流れが壁に引き寄せられる性質をもコアンダ効果と呼ぶことがある。しかし、全て同じメカニズムで働いているかは疑問である<ref
境界層制御装置をのせていない通常の翼においても、コアンダ効果が揚力の発生に寄与しているという説明が見られる<ref
</ref> <ref
19行目:
水面のくぼみが動いて、噴流が物体の方へ曲がったことがわかる。
そして物体が自由に動ける状態だと、物体が噴流に引き寄せられる。
<ref
{{Citation
| last=Young
35行目:
</ref>
</blockquote>
百年以上過ぎて、コアンダは自身が開発した[[モータージェット|サーモジェットエンジン]]を搭載した実験航空機[[コアンダ=1910]]の飛行試験の失敗において、燃焼ガスが胴体に沿って流れる現象に気がついた。この「噴流が凸状の物体の表面に沿って流れる現象」を著名な流体力学者である[[セオドア・フォン・カルマン]]と議論したが、カルマンは後にこれをコアンダ効果と名付けた<ref
1934年にコアンダはフランスでこの効果に関する特許を得ている。
== 原因 ==
[[File:Entrainment_2-d_jet.pdf|thumb|225px|2次元噴流の流線。左から右へ流れる噴流が周りの流体を引き込む様子が見える。流線関数として <math>\Psi=x^{1/3}\tanh(y x^{-2/3})</math> を使った<ref
コアンダ効果は噴流が粘性の効果により周りの流体を引き込むこと(entrainment)によって起きる現象である。
噴流はその流れに沿って運動量[[流束]]を一定に保つが、粘性散逸により[[エネルギー流束]]は流れに沿って減少する。よって、質量流束は流れに沿って増加することが導かれる<ref
なお、気体の中に液体の噴流を流すときは、周りの引きずられた気体も含めて噴流と考える。
48行目:
もし、噴流のそばに壁があり流体の流れこみを阻害するなら、代わりに噴流が壁の方に引き込まれる。これがコアンダ効果である。
噴流が[[層流]]状態でなく、[[乱流]]状態ならコアンダ効果はより強く働く<ref
なお、水流にピンポン玉が吸い付けられる現象をコアンダ効果でなく[[ベルヌーイの定理]]を使って説明するのは誤りである。なぜなら、非粘性の場合、噴流内部の圧力は[[大気圧]]と同じなので[[圧力勾配]]は発生しないからである<ref
== 応用 ==
64行目:
また、[[航空機の離着陸方法#VTOL機|垂直離着陸機]]の開発の際、コアンダ効果を応用した「機体ないしは翼面に開口部を設け、その内部にエンジンからの噴出流を下向きに噴射することで外部の空気を下方へと引き寄せ、垂直上昇力を増大させる」{{要出典|範囲=オーギュメンター・ウイング (thrust augmented wing)方式が検討され、実験機として [[ロックウェル・インターナショナル]][[XFV-12 (航空機)|XFV-12]]などが試作されたが、噴出流を開口部へ導く際の推力損失が予測を上回り、かつ垂直上昇力の増大が予測を下回ったため、垂直離陸はできずに終わっている。|date=2014年11月}}
[[MDヘリコプターズ]]によって開発された[[ヘリコプター]]である'''ノーター'''(NOTAR, No tail rotor)<ref
[[自動車競技]]の[[フォーミュラ1|F1]]において、[[コアンダ・エキゾースト]]という[[排気]]を利用して低速時の[[摩擦|トラクション]]を上げるシステムを、[[マクラーレン]]や[[フェラーリ]]、[[ザウバー]]に続いて[[メルセデスAMG F1|メルセデスAMG]]が採用した<ref
<ref
{{cite web
|url=http://www.formula1.com/inside_f1/rules_and_regulations/sporting_regulations/12877/
77行目:
コアンダ効果以外の噴流の引き込み現象の例としては、
ダイソンの扇風機[[エアマルチプライアー]]が噴流が周りの流体を引きこむ性質を利用していることや<ref
ゆっくりと吐くと暖かく感じる息が、口をすぼめて息を吹きかけると周りの冷たい空気を引きこむため冷たく感じること
<ref
{{cite web
|url=http://homepage1.nifty.com/tadahiko/GIMON/QA/QA054.HTML
86行目:
}}
</ref>
<ref
{{cite web
|url=http://chemeng.in.coocan.jp/ice/pche07.html
103行目:
* [[乱流制御翼]]
* [[トレンチ効果]]
{{-}}
== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
<!--=== 注釈 ===
{{Reflist|group="注"}}-->
=== 出典 ===
{{Reflist|30em}}
{{DEFAULTSORT:こあんたこうか}}
|