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Re: マグヌス効果

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like-mj

なし Re: マグヌス効果

msg# 1.2.2.1.2.2.1.2.1.1.2.2.2.1.1.1.2.1.1.1.1
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20
前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2014/4/27 16:42
like-mj  一人前   投稿数: 768
我ながら、この文章...
とても気に入っています

とくに数式を前提にしてないにも
関わらず、話しの中心テーマは
流体に力学が成立するというダケのことなのに
そのkeyとなる現象...音の自発的伝播
が波動方程式という数学的表現に通じ
さらに、ソレが流体の基礎方程式から導かれる
べきである...という点に言及している点で
画期的とさえ思えます

つまり、流れる水を制する方程式などは
トコロ天の原理で押し出されるってダケじゃー
力学になどならないって事で...
ソコに【局所的な慣性の存在】がアルのかナイのかが
決定的という極めて簡単なお話し

でも実際に、数式を構成するとなると
連続の方程式という、いつでも成り立つモノ
の拘束がある中で、個々のミクロな運動する
要素がどうやってソノ慣性を維持し
トコロ天のような全体が一様に移動するような
慣性運動と区別できるか...
それを現象として捉えない事には
説得力はないことに気づきます

その現象こそ音なんですね

ではカルマン渦とかも
こうした力学としての現象なのかが
次に問題になります
当然、Yesって事ですが...
って事は、その基礎方程式からは
音のみならず、渦の存在も帰結されなければ
なりません

渦というのは、流れが局所的に閉じてしまっている
という事ですから
ある連続した一様な流れを、どう変形しようと
Topologicalな変動が空間に無くては
原理的に無理で...
一様な空間に穴が開く、つまり円柱のような
その内部に流体の入れない領域が出現しない事には
生れない訳ですね

それまでの空間中の流れでは
隣り合う流れ、ソノさらに隣と...
みな同じ方向を向いているので
ある部分だけ逆に向くことはできませんでしたが
そこに穴が開くことによって
局所的に1点で、隣り合う流れが
引き裂かれてしまいます
それらは再び合流する訳ですが...
引き裂かれた時点で、すでに隣りというモノを
持たない流れが2つ生じたことになります
つまり円柱に接した2つの流れには
新たな流れの自由度が生じていると思います
それに、流れの方向へ円柱を射影した部分は
流れの影に当たる部分で、流れが円柱に
貼り付いて運動しない限り、そこは
流れが存在しない空間になってしまいます
この流れの影の部分は...
流れが速ければ速い程、一度引き裂かれた流れが
合流するのを寄せ付けないと思います

こうした状態への遷移の過程で渦の生成は
生じると思います
つまり、こうした影の部分へ流れが回り込む事は
流れに回転が生じる事と等価と思います
言い方を変えれば、それまでピッタリと隣り合って
運動していた流れに穴が生じ、その穴によって
流れを遮る影の部分が生じ
穴にくっついた流れが、その影の部分へ入り込む
ことによって再び流れが合流するには
その周囲の隣り合う流れも、すべて引き連れて
合流する訳ですから
流れの慣性が大きければ、合流する方向へ
移動しにくくなります
流れの慣性が弱ければ、円柱にピッタリと貼り付いた
流れは再びタダ合流するダケで何事も起こらない
のでしょうが...
この場合の流れの影は、弱い流れの媒質によって
静かに埋められているようなものと思います
その程度の流れでは、流れは無きに等しい訳で...
渦の発生などあり得ません
流れが意味をもつようなモノであるなら
流れに生じた影の部分の意味は大きいと思います
渦という存在が一様な流れの中にある光景という
ものは、とても信じ難いものに思います

先日、北海道で生じた旋風というモノをTVで
見ましたが、周囲の何事もないような空間中に
地面の砂埃を高々と舞い上げる様子は
まるで生き物のようです
つまり、渦というモノは
周囲の流れとは独立な存在感をもっております
この存在感の根源は、一度生まれてしまうと
そう簡単には消えない点にあると思います
逆に、それ故、そう簡単に生れるモノでもないとも
言える訳ですが...

結論から言ってしまえば
流体の運動方程式は、存在する渦の性質は
記述していても、その生成機構は記述されていない
と思います
これは、すべての運動方程式に共通する性質で
あって、存在の性質は記述しているけど
存在が、どうやって生まれるかまでは記述する
ようなモノではないと言う事です

Maxwell方程式が電磁波を記述していても
電磁波が生じる部分は、遅延potentialの形に
根拠があるのと同じ事です
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