Reynolds数計算機は何を計算しますか？

レイノルズ数 Re = ρUL/μ（密度×流速×代表長さ÷粘度）をリアルタイムで計算し、流れが層流・遷移・乱流のどの状態にあるかを判定します。パイプ内部流では Re < 2300 が層流、Re ≥ 4000 が乱流、平板外部流では Re < 5×10⁵ が層流、Re ≥ 10⁶ が乱流の基準を使用します。動粘度 ν = μ/ρ および臨界速度も同時に表示します。

Reynolds数計算機の使い方を教えてください。

①流れのタイプ（内部流・平板・球）を選択します。②流速U（0.01〜100 m/s）をスライダーで設定します。③代表長さL/D（0.001〜10 m）を設定します。④流体（水・空気・油・カスタム）を選択します。計算結果のReynolds数と流れの状態が即座に表示され、流れ場マップ上に現在の動作点がプロットされます。

レイノルズ数とは何ですか？なぜ流体工学で重要ですか？

レイノルズ数（Re）は慣性力と粘性力の比を表す無次元数で、Re = ρUL/μ で定義されます。Reが小さい場合は粘性力が支配的な層流（流線が規則的）、Reが大きい場合は慣性力が支配的な乱流（渦混合が活発）になります。CFD解析では乱流モデルの選択、実験では相似則の適用に不可欠であり、熱伝達・物質移動・抵抗係数の全てがReに依存します。

平板とパイプでレイノルズ数の臨界値が異なるのはなぜですか？

流れの不安定化機構が異なるためです。パイプ（円管）内部流では Re ≈ 2300 で層流が不安定化します（Hagen-Poiseuille流）。一方、平板外部流では境界層が発達しながら Re_x ≈ 5×10⁵ で遷移します。球まわりの流れでは Re ≈ 10³ で後方剥離が始まり、Re ≈ 2×10⁵ で抗力危機（drag crisis）が生じます。代表長さの定義（管径 vs 距離）も臨界値の違いに影響します。

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流れの条件

流れのタイプ

流速 U 1.00 m/s

0.01 m/s100 m/s

代表長さ L/D 0.10 m

0.001 m10 m

流体

密度 ρ 1000 kg/m³

粘度 μ 1.00e-3 Pa·s

$Re = \dfrac{\rho U L}{\mu} = \dfrac{UL}{\nu}$

流れの区分 (パイプ)
層流: Re < 2,300
遷移域: 2,300 ≤ Re < 4,000
乱流: Re ≥ 4,000

—

Reynolds数 Re

—

流れの状態

—

動粘度 ν (m²/s)

—

臨界速度 (m/s)

流れ場マップ — U vs L

Reynolds数スケール（対数）

計算例

計算例：給水配管の流れ状態判定

給水配管（内径 25mm）を水（20°C）が 1.5 m/s で流れる場合：

動粘度 ν = 1.004×10⁻⁶ m²/s（20°C）
Re = VD/ν = 1.5×0.025 / 1.004×10⁻⁶ ≈ 37,350
Re > 4000 → 乱流（完全発達乱流）
摩擦係数（Blasius 式）：f ≈ 0.316 × Re⁻⁰·²⁵ ≈ 0.023

設計では乱流域での圧力損失増大と熱伝達促進のトレードオフを考慮します。

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流れの条件

流れ場マップ — U vs L

Reynolds数スケール（対数）

保存された計算結果（最大5件）

計算例

計算例：給水配管の流れ状態判定

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