Reynolds数 — CAE用語解説

円管流れだと臨界Reynolds数はだいたい2300くらい。それ以下なら層流、それ以上だと遷移を経て乱流になる。ただしこの数字は外乱の大きさや入口形状にも依存するから、あくまで目安だよ。

まさにそれ！ チョロチョロは低Reynolds数で層流。流速が上がるとReynolds数が増えて乱流になり、速度変動で気泡を巻き込んで白く見える。レイノルズ自身も水槽に色素を流す実験でこの遷移を発見したんだ。

ものすごく影響する。Reynolds数が低ければ層流で計算できるから比較的簡単。でもRe=10⁶以上の工業的な流れでは乱流モデルが必須で、メッシュも壁面近くをかなり細かくしないと精度が出ない。Reynolds数を把握してから解析の方針を決めるのが正しい順序だ。

その流れにとって支配的な寸法を選ぶのが基本だ。平板上の流れなら流れ方向の長さ、物体まわりの流れならその物体の代表寸法。ダクト内の非円形断面だと水力直径 Dh=4A/P を使うのが一般的だよ。

それがレイノルズの相似則だね。風洞試験で小さな模型を使うとき、Reynolds数を実機に合わせれば流れの性質が一致する。ただし実機のReが10⁷とかだと、風洞で同じReを達成するのが難しくて、高圧風洞や極低温風洞を使うこともあるんだ。