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ベルヌーイの定理って、教科書だと「流速が上がると圧力が下がる」って書いてありますけど、実際に管の中でどうなってるんですか？
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大まかに言うと、流体が細いところを通るときにスピードアップして、その代わりに押す力（圧力）が弱くなるんだ。このシミュレーターで、左側の「入口径 D₁」を大きく、「出口径 D₂」を小さく設定してみて。管の真ん中がくびれた「ベンチュリ管」になるよ。流速の矢印と圧力の色の変化がリアルタイムで見えるはずだ。
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え、本当だ！細いところで矢印が長くなって、色も青くなって圧力が下がってます。でも、入口と出口で高さが違う「高度差 Δz」をプラスにすると、結果が変わりました。これはなぜですか？
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良いところに気づいたね。ベルヌーイの定理は速度と圧力だけじゃなくて、位置のエネルギー（ρgz）も考慮するんだ。例えば、出口が入口より高いと、重力に逆らって流体を持ち上げる分だけ、出口の圧力はさらに下がりやすくなる。シミュレーターで「Δz」のスライダーを動かしながら、出口圧力P₂の計算値がどう変わるか確認してみよう。
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「流体」を水から空気に変えても、見た目の変化はあまりないみたいです。定理の中の「ρ（密度）」が効いてるということですか？実務ではどう使うんですか？
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その通り。密度が小さい空気は、同じ速度変化でも動圧（½ρv²）の変化が水より小さいから、圧力の変動も小さくなるんだ。実務では、この原理を使った「ベンチュリメーター」が流量計としてよく使われるよ。シミュレーターで入口流速v₁を変えて、計算される流量（Q = A₁v₁）がどう変わるか、実際の計器設計のイメージを持って操作してみて。
連続の式に従い、断面積が小さいほど流速が増加します。流速が増えると動圧が上がり、ベルヌーイの定理により静圧が低下します。この圧力差がベンチュリ管の原理であり、シミュレーター上で速度場と圧力分布の変化をリアルタイムに確認できます。
ベルヌーイの定理には位置圧（ρgz）の項があり、高低差があると静圧や流速に影響します。例えば入口より出口が高い場合、位置圧が増える分だけ静圧が減少します。シミュレーターで高度差を変えると、その効果が圧力分布や流速に反映されるため、実管路設計の参考になります。
本ツールは非粘性・非圧縮性流体の理想状態を仮定しています。実際の流体には粘性による摩擦損失や乱流の影響があるため、特に急拡大・急縮小部では誤差が生じます。また、密度が一定でない気体の場合は適用できません。あくまで基礎原理の理解用としてご利用ください。
流速はm/s、圧力はPa（パスカル）で表示されます。設定値も同じ単位で入力してください。密度はデフォルトで水（1000 kg/m³）を想定していますが、流体を変えたい場合は密度値を変更することで空気や油などにも対応可能です。重力加速度は9.81 m/s²固定です。
ベンチュリメーター・流量計：管路を意図的に絞り、その前後の圧力差を測定することで体積流量を算出します。水道メーターやエンジンの吸気量計測など、幅広い産業で使用されています。
翼（エアフォイル）の揚力発生：翼の上面と下面で流路長が異なり、上面の流速が速くなることで圧力差（揚力）が生じます。ベルヌーイの定理はこの原理を説明する基礎の一つです。
スプレー瓶・カルボンタ：ノズル部分を流れる空気の流速を上げることで圧力を下げ、細い管から液体を吸い上げ霧状に噴出させる（ベンチュリ効果）のに利用されています。
CAEによる配管系設計：OpenFOAMやANSYS FluentなどCFDソフトウェアで本格解析を行う前に、摩擦損失を無視した理想的な圧力・流速分布の理論値（本シミュレーターの結果）を確認し、設計の初期検討に用います。
このシミュレーターで遊んでいると、ベルヌーイの定理を「魔法の法則」と勘違いしがちだ。まず押さえておきたいのは、「非粘性・非圧縮・定常流」という3つの大きな仮定が前提だということ。例えば、水はほぼ非圧縮だけど、空気を高速で流すと圧縮性の影響が無視できなくなる。実務で配管設計するときは、この仮定が成り立つ範囲かどうか、常に疑ってかかる癖をつけよう。
次に、入口流速v₁と流量Qの関係を混同しないこと。シミュレーターではv₁を直接変えられるが、現場ではポンプやファンが決めるのは「流量」の方だ。例えば、同じ流量10 m³/hで水を流す場合、入口径を50mmから100mmに変えるだけで、入口流速v₁は約1.27m/sから約0.32m/sに激減する。この「流量一定」を頭に置いてパラメータをいじらないと、現実との解離が生まれる。
最後に、圧力計測位置の重要性。シミュレーターでは「断面1、2」の圧力が明確だけど、実際のベンチュリメーターでは、絞りの前後の「静圧タップ」の位置が厳密に決まっている。でないと、乱流の影響で測定値がぶれる。ツールでΔP（P₁-P₂）が大きく出たからといって、安易に流量換算すると痛い目を見る。あくまで理想的な挙動の「原理理解」に使おう。