これまでに、流体力学についてはいろいろ書いてきましたが・・(末尾参照)
今回は、
加速度の非線形性がどんな現象を生むかについて書きます。
まず、結論から・・・
流体力学の運動方程式であるナビエストークス方程式が非線形なので、
最初にできた渦や流れの波長はどんどん変化していきます。
川の中の渦をよく観察すると・・・
渦が徐々に小さくなり、最期は粘性によって、
運動エネルギーを失われ、見えなくなる
ということを見つけられます。
解説:
以下のナビエストークス方程式の不思議について書きます。
まず、上の式は3次元(X,Y,Z方向)の3式なので、
簡単のため、1次元だけにすると、
上の黄色枠は何を意味するかを明確にするために
空間は以下のような正弦運動(cos型)だとすると・・・
上記の数式から、
これを図示すると、
上図の例のように、最初長さLの楕円運動は
徐々にL=>1/2L=>1/4Lに変化することを意味しています。
(注) cos (kx) = cos (2π/L)
L:振動波長
(注)よければ、以下のページも観てください