∂ ∂y = 0 Fx = 0 ∂P ∂x = −ΔP L ∂ ∂x = 0 vx = 0 at z = H ∂ ∂z2

問題20 2枚の無限平板内の定常流れ
vx
H
H
流体の速度分布を知りたい → 運動の式 2枚の無限平板,平板の中心面に対して平面対称 → 直角座標
ΔP
座標の設定は問題の通り 知りたいのはx方向の流速 → x成分
基礎方程式
€
L
 ∂ 2v x
∂v x
∂v x
∂v x
∂v x
∂ 2v x 
1 ∂P
F
+ vx
+ vy
+ vz
= ν 2 + 2 + 2  − €
+ x
∂t
∂x
∂y
∂z
∂y
∂z 
ρ€∂x
ρ
 ∂x
∂
=0
∂t
v y = vz = 0
∂P −ΔP
=
∂x
L
圧力勾配は問題で
→
与えられている
2
∂ vx
ΔP
=
−
∂z 2
µL
∂
=0
∂x
無限平板(平面対称) →
流速はx成分のみ →
解くべき式
€
€
2
∂ vx €
簡単化 定常状態 →
境界条件
(粘着条件)
∂vx
ΔP
= − z + A 境界条件①より A = 0
∂z
µL
ΔP 2
境界条件②より
さらに積分する vx = −
z +B
2µ L
z
積分する
式を整理する
vx
ΔP 2 2
vx =
(H − z )
2µ L
H
€
€
①
vx = 0 at z = H ②
∂vx
ΔP
整理して
=− z
∂z
µL
ΔP 2
B=
H
2µ L
流速分布
z=0の対称面で流速は最も大
vx
きく,静止している平板に接
触している流体の流速はゼロ
−H
€
€
Fx = 0
∂vx
= 0 at z = 0
∂z
€ z=0
€
€
∂
=0
∂y
特に問題で指摘されてい
→
ないので外力は考えない
(平面対象で定常)
x