連続体とは * 局所的に定義した平均的な密度 連続体(continuum) 密度*が連続関数として定義できる場合 例)赤血球(直径8.5x10-4cm)を含んだ血液 ・毛細血管(直径10-3cm)内では連続体として扱えない ・動脈(直径0.5cm)内では連続体として扱える 平均化により得られた特性が、物質の固有な材料特 性と見なせる場合 例)温度 vs 分子の運動エネルギー 興味の対象となるスケールが、物質の本質的な微視 的スケールよりもはるかに大きい場合 例)パチンコ玉で一杯の箱をひっくり返すと、遠目には「流れ」のよ うに見える 1 連続体力学における流体の記述(1/2) 固体・液体・気体の統一的な記述 未知変数 変位u(変位速度 u )3、ひずみ ε (ひずみ速度 ε )6、応力 σ 6、 熱流束h 3、圧力p 1、密度ρ1、温度T1、内部エネルギーe1 基本方程式 質量保存式1、運動量保存式3、エネルギー保存式1、 ひずみ-変位関係式(ひずみ速度-変位速度関係式)6 <構成式> →連続体の種類によって異なる 応力-ひずみ関係式(応力-ひずみ速度関係式)6、フーリ エの法則3、力学的状態方程式1、熱力学的状態方程式1 2 連続体力学における流体の記述(2/2) 熱が関与しない場合 線形弾性体 変数 変位 ひずみ 応力 ニュートン流体 変位速度(流速) ひずみ速度 応力 圧力 密度 運動量保存(ナビエの方程式) ひずみ-変位関係式 応力-ひずみ関係式 質量保存(連続の式) 運動量保存(NS方程式) ひずみ速度-変位速度関係式 応力-ひずみ速度関係式 力学的状態方程式 物性値 ラメの定数 粘性係数 座標系 ラグランジュ座標 オイラー座標 基本方程式 3
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