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無次元量で現象を分類する

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第6章 相似則と模型実験

AI 生成・木下が未勉強

次元解析入門 第6章 §6.4

模型実験では、物理量そのものでなく無次元量の値を原型と合わせる。また、無次元量の大小を見れば、どの効果が無視できるかの見当がつく。

  • フルード数(慣性力/重力)が十分大きければ、重力の効果は無視できるか。
  • マッハ数の2乗(流速/音速の2乗)が十分小さければ、空気の圧縮性は無視できるか。
  • レイノルズ数(慣性力/粘性力)が十分大きいと乱流になり、十分小さいと層流(ハーゲン–ポアズイユの法則など)になる。

ただし、「十分」とはどのくらいか、厳密に無視できるかどうか、といった定量的な判断は、実験・数値計算・解析解で確かめなければならない。次元解析が与えるのは分類の見通しまでである。

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