The Reynolds number ([latex]\text{Re}[/latex]) is a dimensionless quantity in 流体力学 レイノルズ数は、慣性力と粘性力の比を表すことで流れのパターンを予測するために用いられる。レイノルズ数が低い場合は滑らかで秩序だった層流を示し、レイノルズ数が高い場合は混沌とした渦の多い乱流を示す。流体の動的挙動を決定したり、実験のスケールアップを行う上で非常に重要である。
レイノルズ数
1883
- Osborne Reynolds
（画像はイメージです）
The Reynolds number is defined as [latex]\text{Re} = \frac{\rho u L}{\mu} = \frac{u L}{\nu}[/latex], where [latex]\rho[/latex] is the fluid density, [latex]u[/latex] is a characteristic velocity, [latex]L[/latex] is a characteristic linear dimension, [latex]\mu[/latex] is the dynamic viscosity, and [latex]\nu[/latex] is the kinematic viscosity. Inertial forces are related to the momentum of the fluid, which tend to cause fluid motion to persist, while viscous forces are frictional forces that tend to resist this motion and smooth out disturbances. When viscous forces dominate (low [latex]\text{Re}[/latex]), any perturbations in the flow are damped out, resulting in a smooth, layered laminar flow. Conversely, when inertial forces dominate (high [latex]\text{Re}[/latex]), small disturbances can grow and evolve into chaotic eddies and vortices, leading to turbulence.
層流から乱流への遷移は急激ではなく、通常はレイノルズ数の範囲で発生します。管内の流れの場合、この遷移は一般的にレイノルズ数約2300～4000付近で観察されます。この遷移は実用上非常に重要です。例えば、管内の乱流は層流よりも摩擦損失が著しく大きくなり、より多くのポンプ動力を必要とします。
レイノルズ数の最も強力な応用例の一つは、動的相似性の原理です。幾何学的に相似な2つの流れの状況が同じレイノルズ数（およびその他の関連する無次元数）を持つ場合、それらの流れのパターンは動的に相似になります。これにより、エンジニアは風洞で小型の航空機モデルをテストし、レイノルズ数を一致させることで、実物大の航空機にかかる空力力を正確に予測する結果を得ることができます。
- 空気力学, 計算流体力学（CFD）, 製造設計（DfM）, エンジニアリング, 流体力学, Laminar Flow, プロセス最適化, 品質管理, 乱流
UNESCO Nomenclature: 2210
機械工学
タイプ
抽象システム
混乱
実質的な
使用法
広く普及している
前駆物質
- navier–stokes equations
- studies on viscosity by newton and poisseuille
- concept of dimensional analysis from fourier and others
- ゴットヒルフ・ハーゲンによる層流と乱流の初期の観察
アプリケーション
- 乱流を制御するための航空機の翼と船舶の船体の設計
- 循環器系における血流のモデリング
- 石油・水パイプラインのエンジニアリング
- 風洞内で、流体力学の問題を小型モデルから実物大へとスケールアップする。
- 化学工学における混合プロセス
特許:
NA
潜在的なイノベーションのアイデア
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関連用語：レイノルズ数、層流、乱流、無次元数、慣性力、粘性力、流体力学、動的相似性。
歴史的背景
レイノルズ数
（日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。）
