相似則

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相似則

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2016/07/10 01:52 UTC 版)

力学における相似則（そうじそく、英: law of similarity (similitude), similarity rule）とは、複数の、ある意味で相似な系における物理量の比が系の大きさによらないある一定値をとるという法則である。たとえば物理現象の基礎方程式が線形の場合、入力と出力は比例し、その比は一定になる。

概要

物理学や工学において、実験を実機で行なうと大掛かりで手間や費用がかかってしまう場合、代わりに模型を使っての実験が行われることがある。模型によって実機の物理的現象を再現するには、両者における物理現象が共通の支配方程式を満足することが必要である。このためには以下の相似条件を満足しなければならない。

幾何学的相似

両者の対応する寸法の比がすべて等しいこと。図形の相似を参照。

運動学的相似

両者の対応する（空間的、時間的な）点における速度の比がどこでも等しいこと。たとえば流体力学においては流線の幾何学的相似を意味する。

力学的相似

両者が幾何学的および運動学的に相似であり、かつ対応する点に作用する力の比が等しいこと。

流体力学における相似則

二つの物体（実機と模型）の運動が幾何学的および運動学的に相似であるときに、その周りの流体の運動について力のはたらき方が相似になる条件、すなわち力学的相似の条件について考えると、以下の相似則が得られる。

ニュートンの相似則

重力の影響や粘性の影響あるいは圧縮性の影響がないと考えれば流体の運動を決定するのは慣性力F である。慣性力には、U を代表速度、L を代表長さ、ρを流体密度として

$F\propto \rho U^{2}L^{2}$ この項目は、物理学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（プロジェクト:物理学／Portal:物理学）。