流体力学

流体力学とは、流体がどのように動き、どのような力がかかるかを研究する学問です。(流体には、液体気体があります)。

流体力学は、静止した状態の流体を扱う「流体静力学」と、動いている状態の流体を扱う「流体力学」に分けられる。流体力学は、連続体力学の一分野であり、物質が原子でできているという情報を使わずに物質をモデル化する学問である。

流体力学の研究は、少なくとも古代ギリシャの時代、アルキメデスが流体静力学の研究を始めたことにさかのぼる。しかし、流体力学、特に流体力学は活発な研究分野であり、多くの未解決または部分的に解決されていない問題があります。流体力学は、数学的に複雑な場合があります。場合によっては、コンピュータを使った数値解析で解決することもあります。計算流体力学(CFD)と呼ばれる現代の学問は、流体力学の問題を解決するためのこのアプローチに捧げられています。

レオナルド・ダ・ヴィンチによる流体力学の2つの研究Zoom
レオナルド・ダ・ヴィンチによる流体力学の2つの研究

連続体力学との関係

流体力学は、次の表に示すように、連続体力学の一分野です。

連続体力学:連続した物質の物理を研究する学問。

固体力学:定義された残りの形状を持つ連続した物質の物理学を研究する学問。

弾性:応力を加えた後、元の形状に戻る材料のこと。

塑性:十分な大きさの応力を加えると永久に変形する材料のこと。

レオロジー:固体と流体の両方の特性を持つ物質の研究

流体力学:容器の形をとる連続した物質の物理を研究する学問。

非ニュートン流体

ニュートン流体

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質問と回答

Q:流体力学とは何ですか?


A:流体力学とは、液体や気体がどのように動くか、また、どのような力が作用するかを研究する学問です。

Q:流体力学はどのように分類されますか?


A:流体力学は、静止状態の流体を研究する流体静力学と、運動する流体を研究する流体力学に分けられます。

Q:連続体力学とは何ですか?


A:連続体力学とは、物質が原子で構成されていることを考えずにモデル化する学問です。

Q: 流体力学の研究はいつ頃まで遡れるのでしょうか?


A:流体力学の研究は、少なくとも古代ギリシャまで遡ることができ、アルキメデスによって流体静力学の始まりが作られました。

Q: 流体力学は活発に研究されている分野なのでしょうか?


A:はい、流体力学、特に流体力学は、未解決の問題、あるいは部分的に解決された問題を多く抱える、活発な研究分野と言えます。

Q: なぜ流体力学は数学的に複雑になるのですか?


A:流体力学は、流体の挙動を記述するために、複雑な方程式、数学モデル、数値解析が必要なため、数学的に複雑となります。

Q:数値流体力学(CFD)とは何ですか?


A: CFD(Computational Fluid Dynamics)とは、流体力学の問題を数値解析で解決しようとする現代の学問であり、一般的にはコンピュータを使用します。

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