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対話型シミュレーター

等エントロピー流れの面積比と Mach 数シミュレーター

等エントロピー流れの Mach 数から、ノズル面積比、静圧比、必要面積、流速を評価します。

パラメータ入力
Mach 数 M
-

Mach 数 M を入力します。

比熱比 γ
-

比熱比 γ を入力します。

スロート面積 A*
cm2

スロート面積 A* を入力します。

全圧 P0
kPa

全圧 P0 を入力します。

全温 T0
K

全温 T0 を入力します。

計算結果
—
面積比 A/A*
—
必要面積 A
—
静圧比 P/P0
—
流速
面積比と Mach 数
圧力比・温度比・速度
Mach とγの面積比マップ
物理モデルと主要式

$$\frac{A}{A^*}=\frac{1}{M}\left[\frac{2}{\gamma+1}\left(1+\frac{\gamma-1}{2}M^2\right)\right]^{\frac{\gamma+1}{2(\gamma-1)}}$$

この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。

読み取り方

主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。

感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。

初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。

会話で学ぶ等エントロピー流れの面積比と Mach 数

🙋
等エントロピー流れの面積比と Mach 数では、まずどこを見ればいいですか？Mach 数 Mを動かすと図も数値も同時に変わるので、少し迷います。
🎓
最初は面積比 A/A*を見ます。ただし数字だけで判断せず、面積比と Mach 数で前提の形や状態を確認し、圧力比・温度比・速度で分布や変化の出方を合わせて読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
🙋
Mach 数 Mを大きくすると面積比 A/A*が変わりそうなのは分かります。では、比熱比 γはどのくらい効いていると考えればいいですか？
🎓
比熱比 γを少しずつ動かして必要面積 Aの動きを見ると、支配している項が見えてきます。この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。 1点の計算で終わらせず、実際にばらつきそうな範囲を往復させるのが大事です。
🙋
Mach とγの面積比マップは何を見るための図ですか？普通のグラフだけでも判断できそうに見えます。
🎓
Mach とγの面積比マップは、危険側に入る境界や、余裕が急に崩れる組み合わせを探すための図です。感度図では、余裕が急に小さくなる入力の組み合わせを探します。 例えば設計案の一次比較とレビュー前の論点整理では、単一点の値より「少し条件がずれたらどうなるか」が効きます。
🙋
では、面積比 A/A*が基準内なら、この条件をそのまま採用してよいですか？
🎓
ここでは初期検討として扱います。詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込みや教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認には役立ちますが、最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件で確認してください。初期設計では結果の絶対値より、どの入力が余裕を支配するかを重視します。

実務での使い方

設計案の一次比較とレビュー前の論点整理。

詳細解析に入る前の支配因子と危険側条件の絞り込み。

教育・説明用に式、数値、可視化を同じ条件で確認。

よくある質問

面積比 A/A*と必要面積 Aを先に見ます。次に面積比と Mach 数で前提の状態を確認し、圧力比・温度比・速度で分布や変化の偏りを読みます。主グラフで支配的な変化を見て、数値カードだけでは見落としやすい折れ点や飽和を確認します。
Mach 数 Mを単独で動かしたあと、比熱比 γも同じ幅で動かして面積比 A/A*の変化量を比べます。Mach とγの面積比マップを見ると、どの組み合わせで余裕や性能が急に変わるかを把握できます。
設計案の一次比較とレビュー前の論点整理に使います。単一点の数値ではなく、入力範囲を少し広げて面積比 A/A*の余裕が保てるかを確認すると、詳細解析へ進む前の論点整理に役立ちます。
この簡易モデルは主要な関係だけを扱います。境界条件、損失、非線形性、規格上の補正は必要に応じて別途確認します。最終判断では規格値、実測値、詳細解析、メーカー条件を確認してください。