流線
流線型(流線形)とは、曲線主体で凹凸や角が無いことを示す言葉であり、涙滴形状と同義かもしくはそれよりやや広い範囲で使われる。
流れにさらされたときに剥離や渦といった乱れを生じづらく、一般に抗力が小さいとされる形状である。
流れの方向に対して形状の曲率変化や断面形状および断面積の変化が小さく、凹凸が少ない。
対義語に「ブラフボディ」、「鈍体」などがある。
流れ場の中にある曲線について、その線上の各点にて速度ベクトルと曲線の接線とで方向が一致するとき、この曲線を流線という。速度を u = (u , v , w )、流線の線要素をdx = (dx , dy , dz ) と表せば
d x u ( x , t ) = d y v ( x , t ) = d z w ( x , t ) {\displaystyle {\frac {\mathrm {d} x}{u(\mathbf {x} ,t)}}={\frac {\mathrm {d} y}{v(\mathbf {x} ,t)}}={\frac {\mathrm {d} z}{w(\mathbf {x} ,t)}}}
となる。この定義により、流れ場に対する流線は一意に定まる。
2本以上の流線が1点で交差する事はない。
流線の分岐と合流は u = 0 となるよどみ点でのみ見られる。
定常流では流線は時間によって変化せず、流線と流跡線(時間を追ったときの流れの軌跡)は一致する。よって、定常場では流れの一点からトレーサを注入し続けると(水流に油性インクを注入したり、気流に煙を吹き込んだり)流線を可視化できる。
磁束密度などと異なり、流線の線間隔や線密度には特に決まりが無い。速度や圧力の強度と定量関係はない。ただし流線間隔が狭まるところでは流速が上がり、圧力が下がるといった変化の関係はある。