タービュランス

物が空気を押しのけたり、空気の中を物が進んだりする時、空気の流れ方は大きく分けて二つあります。一つは層流と呼ばれるもので、これは水が静かに流れる小川のように、空気が規則正しく滑らかに流れる状態です。もう一つは乱流と呼ばれるもので、これは滝壺の渦のように、空気が大小様々な渦を作りながら、不規則に流れる状態です。 この乱流は、私たちの身の回りでも様々なところで見られます。例えば、煙突から出る煙は、煙突付近ではまっすぐ上へと流れますが、上空にいくにつれて乱れ始め、もやのように広がっていきます。これは、煙の速度が上がるにつれて流れが乱流に変化するためです。また、扇風機の羽根の近くでは、空気が滑らかに流れていますが、羽根から離れるにつれて流れは乱れ、やがて不規則な風になります。このように、空気の流れは、速くなったり、周りのものの形が複雑になったりすると、層流から乱流へと変化しやすいのです。 自動車で考えてみると、車が空気の中を走るとき、車の周りには空気の流れが生じます。この流れは、車の形によって複雑に変化し、多くの乱流が発生します。特に車の後方では、大きな渦がいくつも発生し、空気抵抗を増大させてしまいます。空気抵抗が大きいと、車はより多くの燃料を消費して走らなければなりません。そのため、自動車メーカーは、車の形を工夫することで、乱流の発生を抑え、空気抵抗を減らす努力をしています。例えば、車の表面を滑らかにしたり、後部に小さな突起を付けたりすることで、乱流の発生を制御し、空気の流れを整える工夫がされています。これにより燃費が向上し、環境にも優しい車を作ることができるのです。