流束
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流束(りゅうそく、英: flux)とは、流れの場、あるいはベクトル場の強さを表す量である。 英語のままフラックスとも呼ばれる。 様々なベクトル場に対応した流束が用いられる。流束は流体の理論からの類推であるが、何らかの実体が流れているとは限らない。 なお、単位面積あたりの流束である流束密度(flux density)を指して単に流束と呼ばれることも多い。
概要 [ 編集 ]
速度場 v (t, x )、密度場 ρ(t, x ) の流体に対して、断面 S を時間あたりに通り抜ける質量は
となる。これは流体の質量流量(mass flux)と呼ばれる [1] 。 流量を様々な流れの場、あるいはベクトル場で置き換えたものが流束である。 ベクトル場 A (t, x ) に対して、断面 S を貫く流束は
で定義される。 このベクトル場 A は面積あたりの流束であり、流束密度と呼ばれるが、流束密度を指して流束と呼ばれることも多い。
流束は保存則と関係しており、領域 V 内の減少量が、境界 ∂V からの流出量に等しくなる。
移動現象のモデル化としてしばしば線形近似が用いられる。このとき流束は対応するポテンシャル U の差に比例する。 この関係式は適当な比例係数 Z を導入して
と書かれる。
流束(SI単位) | 流束密度(SI単位) | 流れ(SI単位) | ポテンシャル(SI単位) | 備考 |
---|---|---|---|---|
質量流量(kg/s) | 質量流束密度(kg/m2 s) | 質量( kg) | 圧力差(Pa) | |
体積流量( |
速度(m/s) | 体積(m3 ) | 圧力差(Pa) | ダルシーのオンラインカジノ アイウォレットとエコペイズなど |
エネルギー流束(W) | エネルギー流束密度(W/m2) | エネルギー(J) | ||
運動量流束=力 (N) | 運動量流束密度=応力(Pa) | 運動量(kg m/s) | ニュートンの粘性オンラインカジノ アイウォレットとエコペイズなど | |
熱流束(W) | 熱流束密度(W/m2) | 熱(J) |
温度差(
|
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放射束(W) | 放射発散度(W/m2) | 放射エネルギー(J) | シュテファン=ボルツマンのオンラインカジノ アイウォレットとエコペイズなど | |
電流(A) |
|
電荷(C) |
起電力( |
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磁束(Wb) | 磁束密度(T) |
|
マクスウェルの方程式など | |
電束(C) | 電束密度(C/m2) | マクスウェルの方程式など | ||
拡散流束 [2] (mol/s) | 拡散流束密度(mol/m2 s) | 物質量(mol) |
|
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光束(lm) | 光束発散度(lm/m2) | 光量(lm s) |
関連項目 [ 編集 ]
脚注 [ 編集 ]
- ^ 巽『連続体の力学』
- ^ 浅野『物質移動の基礎と応用』 p.11
参考文献 [ 編集 ]
- 巽友正『連続体の力学』岩波書店〈岩波基礎物理シリーズ〉、1995年。 ISBN 4-00-007922-0。
- 浅野康一『物質移動の基礎と応用』丸善、2004年。 ISBN 4-621-07356-7。