マッハ3で飛ぶ豆腐から始まる流体力学講座

@rankinecycle

とりあえずマッハ３で飛ぶ物体の表面にかかる粘性抵抗からの剪断応力を考えて、それに豆腐が耐えられるかどうか検証すればいいんじゃんと思ったけど非圧縮じゃないのかとやる気がなくなり、その後でそもそも超音速なんだから衝撃波が発生してそれどころじゃないときづいた。遅いよ

@rankinecycle

豆腐を凍らせればというのも、たぶん熱で豆腐がとけるからむりだろう・・・ん？逆に水分無くなって表面が硬化したりするんだろうか。（徐々に加速していった場合）

いっちーP @icchy_07

@rankinecycle 豆腐に衝撃波か…。一瞬で粉々になりそうですなｗ

@rankinecycle

@icchy_07 ですよねー。いやなんかまとめ見たんですが、いまいちまとまりきってなくて残念な感じで http://togetter.com/li/91909

いけち @aoa30

@rankinecycle 液体窒素で凍らせた豆腐に超音速流を当てたら、溶けたところから崩れてショックコーンの形の豆腐にならないかと妄想した

@rankinecycle

@aoa30 ww でも前面部で圧縮されたところの温度もむちゃくちゃ高くなりそうなので、やっぱり前面から崩壊しちゃうのかなとは思います。

@rankinecycle

温度「も」じゃなくて「温度が」か

@rankinecycle

逆にショックコーン型の豆腐を飛ばせば、衝撃波の問題は小さくできるんだろうな

あかやぎ @akayagi

@rankinecycle 豆腐ですが、たぶん衝撃波通過後のよどみ圧もけっこう問題ではないかなと思います。よどみ圧・温度等はランキン・ユゴニオの式で大まかには計算できますね。

@rankinecycle

@akayagi 圧縮性流体ェ・・・ いろいろ考えて、けっきょく高温になるからタンパク質を生身で飛ばすところでどうやっても詰みなんだろうなと思って飽きました。でもまず、豆腐みたいな直方体の物がマッハ３で飛ぶとどうなるのかをきちんと把握できるようになりたいです。

あかやぎ @akayagi

地上の条件でマッハ数3で豆腐が飛行する場合、ランキンユゴニオ式で概算すると、衝撃波通過後で圧力1.05d6 Pa, 温度806 Kと言った感じみたい。計算が合っていれば、だけど。

@rankinecycle

@akayagi 1MPaですか・・・だいたい10kgf/cm2として、相当の力になりますねww

あかやぎ @akayagi

@rankinecycle なんか豆腐の角がとれてしまいそうですよね。豆腐前面も圧力で変形してしまいそうな気もしますが。

@rankinecycle

@akayagi 豆腐が静止状態から加速していくときのシミュレーションとか面白いかもですね。普通に熱が問題になるまえに崩壊しそうですが、弾塑性を考えないといけないのか・・・

Kou @ditty100

@rankinecycle ところでひょっとしてそちらのTLではマッハ3で飛ぶ豆腐の流体力学的議論が続いているのでしょうかw

@rankinecycle

@ditty100 いや、それほどでもないです。圧力・温度条件の概算を計算してくださった方がいて、まぁやっぱり無理だよなみたいな

Kou @ditty100

@rankinecycle ああそれで先のRTでしたか。無理、というのは空気中で豆腐の形状を維持したまま飛ばすのは無理ということでしょうか。面白そうですね。

@rankinecycle

@ditty100 豆腐だと音速の壁を超えるのは無理だろうと。形状に関係なく強度的に難しいでしょうね・・・

Kou @ditty100

@rankinecycle なるほどと言うべきか当然かと言うべきか。そこでふと湧いた疑問なのですが、スライムのような不定形なものでも音速は無事に突破できますか？

@rankinecycle

@ditty100 無理だと思います。圧力、粘性で引っ張られる影響を考えても・・・どこまで不定形なのかとかによるかもですが。なんとなく紙飛行機が大気圏突入の話を思い出しました。

Kou @ditty100

@rankinecycle 問題は形を維持する強度なんですよね。別に形が変わっても構わないものでも駄目なのでしょうか？　あと繋がりが分からないのですが＜紙飛行機が大気圏突入

Kou @ditty100

そういえば紙飛行機を軌道上から落とすというあの実験はどうなったんだろう？

@rankinecycle

@ditty100 どこまでを紙といっていいのか！？って話です。それは形状は紙かもしれないが、もはや紙ではないだろうという。だから、不定形なものでも、なにをどこまで仮定するかによるのだろうなと。

@rankinecycle

@ditty100 形を維持する強度という点については、物体は力がかかるとなんであれ変形して、変形に応じた力が内部に生じて（応力）、それが外からかかる力と釣り合うところで止まるんですね。発生する応力に材料自身が耐えられないと破壊してしまいます。

@rankinecycle

@ditty100 流体の場合は、動かそうとすると粘性による抵抗が働きますが、止まっても元に戻ろうとはせずに動かされたままの状態でいますよね。その「動かそうという力に対抗する力」を剪断応力といいます。（少し話がズレました）