ストークス数

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ストークス数

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/03/26 00:49 UTC 版)

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ストークス数（英語: Stokes number）とは、流体中を運動する微粒子について、流体への追従性を記述するために用いられる無次元量である。その名前は、アイルランドの物理学者ジョージ・ガブリエル・ストークスに因む。St << 1 ならば、微粒子の軌跡は流体の流線にほぼ一致すると考えて良い。

定義

ストークス数${\displaystyle St}$は次式で定義される:

${\displaystyle St={{\rho _{p}d^{2}U} \over {18\eta L}}}$

• ${\displaystyle \rho _{p}}$ ： 微粒子の密度(kg/m3)
• ${\displaystyle d}$ ： 微粒子の直径(m)
• ${\displaystyle U}$ ： 流れの代表速さ(m/s)
• ${\displaystyle \eta }$ ： 流体の粘性(kg/m s)
• ${\displaystyle L}$ ： 流れの代表長さ(m)

物理的な意味

ストークスの式によると、球形微粒子の終端速度${\displaystyle v_{s}}$は次式で与えられる（ただし浮力を無視し、流体の密度は省略する）：

${\displaystyle v_{s}={{\rho _{p}d^{2}g} \over {18\eta }}}$

ここで加速度${\displaystyle g}$は流れのスケールによって決まり、遠心加速度などを考えれば分かるように${\displaystyle g\sim U^{2}/L}$のオーダーである。したがって

${\displaystyle v_{s}={{\rho _{p}d^{2}U^{2}} \over {18\eta L}}=St\,U}$

つまり、ストークス数は微粒子の終端速度と流れの代表速度の比と言うこともできる。

外部リンク

• Reynolds number scaling of particle clustering in turbulent aerosols

表 話 編 歴 流体力学の無次元数
アーセル数 - 圧力係数 - アトウッド数 - アルキメデス数 - イリバレン数 - ウェーバー数 - ウェーバーの火炎速度数 - ウォーリスパラメータ - ウオマスリー数 - エクマン数 - エッカート数 - エトベス数 - エリクセン数 - オイラー数 - オーネゾルゲ数 - 拡散数 - ガリレイ数 - カルロビッツ数 - 管摩擦係数 - キャビテーション数 - キャピラリ数 - クーラン数 - クーリガン・カーペンター数 - クタテラッゼ数 - クヌーセン数 - グラスホフ数 - グレーツ数 - 形状係数 - ゲルトラー数 - コルバーンのJ因子 - シャーウッド数 - シュミット数 - スタントン数 - スチュアート数 - ストークス数 - ストローハル数 - ゼルドビッチ数 - ダンケラー数 - チャンドラセカール数 - ディーン数 - テイラー数 - デボラ数 - ヌセルト数 - ハーゲン数 - ハルトマン数 - ビオ数 - ビンガム数 - フーリエ数 - ブラウネル・カッツ数 - プラントル数 - ブリンクマン数 - フルード数 - ブレーク数 - ペクレ数 - ベジャン数 - マークシュタイン数 - マッハ数 - マランゴニ数 - モートン数 - ラプラス数 - ランキスト数 - リチャードソン数 - ルイス数 - レイノルズ数 - レイリー数 - ロスビー数 - ロックハート・マルティネリパラメータ - ロッシュコ数 - ワイゼンベルグ数
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