散逸率 — CAE用語解説

乱流の大きな渦は崩壊しながらどんどん小さな渦になっていく。最終的に最小スケール（Kolmogorovスケール）まで小さくなった渦が、分子粘性によって熱エネルギーに変わる。その「乱流運動エネルギーが熱に変換される速度」がεだ。単位はm2/s3で、エネルギーの時間変化率を表している。

そう、エネルギー保存則は成り立ってる。ただ流体の運動として使えるエネルギーが減って熱になるから、乱流の「減衰の速さ」を決めてるのがεだと考えればいい。εが大きいほど乱流が速く消滅する、つまり渦が短命ということだね。

それは多くの人がハマるポイントだね。入口境界のεは、乱流強度Iと特性長さLから ε = Cμ^(3/4) × k^(3/2) / L で見積もるのが基本。配管流なら直径の7%程度を乱流長さスケールに設定することが多い。この初期値がずれると下流の乱流粘性が大幅に変わるから、結果への影響は大きいよ。

影響する。特にk/εの比で決まる乱流時間スケール（τ = k/ε）が渦の寿命を決めるから、これがおかしいと混合や熱伝達の予測がずれる。例えば化学プラントのミキサー設計で散逸率を1桁間違えたら、混合効率の予測が全然違ったなんて話もあるよ。

k-εモデルを理解するならこの3つはセットだよ。

素晴らしい。入口条件の根拠を記録しておくと、後から別の人がレビューするときにも助かるからね。