電子制御工学実験 508

3. 流れのSimulation C : 二重湧きだし

Written by 長澤研究室
森井研究室


 1. 解析関数について

 複素速度Potential
f(z)=q/z

によって与えられる速度分布の特徴を、流線および等速度ポテンシャル線を用いて述べる。

 2. Simulation 結果のグラフ

Fig.4-1 流線図(立体図)

Fig.4-2 流線図(平面図)

Fig.4-3 等速度potential線図(立体図)

Fig.4-4 等速度potential線図(平面図)


 3. 考察

 複素速度Potential
f(z)=q/z
より、z=rExp(iθ)とおけば
f(z)=q/rexp(−iθ)
となり、速度PotentialΦおよび流れ関数Ψはそれぞれ次式で与えられる。
Φ=q/rcos(θ)、 Ψ=−q/rsin(θ)
 従ってr方向の速度vr及びθ方向の速度vθはそれぞれ次式で与えられる。
vr=∂Φ/∂r=−q/r2cos(θ)
vθ=1/r∂Φ/∂θ=−q/r2sin(θ)
 つまり、q>0とすれば、流れは原点から遠ざかる(−π/2<θ<π/2)流れは原点に向かう(π/2<θ<−π/2)。
Re(z)=0においてはr方向の流れはない。これより得られる流れのイメージは、原点よりRe(z)<0平面に湧き出た流れが巡回して Re(z)>0平面に流れ込み、やがて原点に吸い込まれる。
これより、湧き出し口と吸い込み口がそれぞれz=−ε、z=+ε(ε→+0)に隣接して存在し、その湧き出し量と 吸い込み量が等しい様子が想像できる。このときqは流れの速さを与えるパラメータである。

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