フルード数 — CAE用語解説

フルード数は慣性力と重力の比を表す無次元数で、Fr = V / √(gL) と定義される。Reynolds数が粘性との比なのに対して、フルード数は重力との比だから、水面がある流れで特に重要になるんだ。

Fr = 1 は「臨界流」と呼ばれる境目だね。それより小さければ常流、大きければ射流。跳水現象ってあるでしょ？ 射流が常流に遷移するときに水面がバッと跳ね上がる。あれはまさにフルード数が1をまたぐ現象なんだ。

例えば船の造波抵抗を計算する場面。模型試験でもCFDでも、フルード数を合わせないと波のパターンが全く変わってしまう。あと、LNGタンクのスロッシング解析でも、タンク長さと揺動速度からフルード数を算出して共振条件を判定するよ。

その通り。逆に言えば、密閉管路の流れみたいに自由表面がない問題ではフルード数は出番がない。どの無次元数が支配的かを見極めるのが、流体解析の最初の一歩だよ。

この3つはセットで覚えておくといいよ。

そういうこと。無次元数は解析手法を選ぶ羅針盤みたいなものだから、物理的な意味をしっかり押さえておこう。