Schmidt数 — CAE用語解説

Schmidt数（Sc）は「運動量の拡散しやすさ」と「物質の拡散しやすさ」の比だ。式で書くと Sc = ν / D。νは動粘度、Dは物質の拡散係数だよ。

その通り。Prandtl数は「運動量 vs 熱」の拡散比率、Schmidt数は「運動量 vs 物質」の拡散比率。構造がまったく同じで、分母が熱拡散率αか物質拡散係数Dかの違いだけだ。

Scが大きいと物質拡散が遅い、つまり濃度の境界層が速度の境界層よりずっと薄くなる。例えば水中のCO2（Sc≈600）は、空気中（Sc≈1）と比べてめちゃくちゃ拡散しにくい。だから水中の物質輸送では壁面付近のメッシュを極端に細かくしないと解析精度が出ないんだ。

そう。速度場が十分解像できていても、Scが大きいと濃度場の境界層がもっと薄いから、壁面近くにさらに細かいメッシュが要る。これを知らずに速度場と同じメッシュで物質輸送を計算すると、拡散が過大になって精度がガタ落ちするよ。

主要な気体・液体と溶質の組み合わせは文献に値が載っている。ただし温度や圧力で変わるから、使う条件での物性値を確認することが大事だよ。特に高温の化学反応を扱う場合はSchimidt数が大きく変動するから要注意だ。