質問: 流体機械などで聞かれる相似則とは一体何なのですか?また、相似則は流体機械ではどんなつかわれ方をしているのですか?
回答: 船などを設計するときにまず小型の模型を作り、性能を調べてから実物(実機)を作成しますが、そのときに模型の挙動を実機に当てはめることができる条件があります。 形状が相似であること(幾何学的の相似則などという)は当然ですが、それ以外に模型の各部分にかかる複数の種類の力の比が等しいことが必要です。これを力学的な相似則といいます。 流れを決定する力として慣性力、重力、粘性力(或いは表面張力)などがあり、これら全ての比を一定にするのは通常不可能なので、流れの中で代表的な二つの力の比で与えられる数が等しくなるように設計します。 レイノルズ数(慣性力と粘性力との比)が等しい2つの流れは相似であるとする法則を、レイノルズの相似則といいます。流体力学では一番ポピュラーな法則で、流路全般の設計に利用されます。 フルード数(慣性力と重力との比の平方根)が等しい2つの流れは相似であるとする法則を、フルードの相似則といいます。船の作波抵抗などを調べるときに使います。 ウェーバー数(慣性力と表面張力の比の平方根)が等しい2つの流れは相似であるとする法則を、ウェーバーの相似則といいます。