17章:涌点と吸点のある場での流れ
作成2011.02.22
- 涌点と吸点のある場での流れ
涌点と吸点のある場を二重涌点とも言います。
図17-1に示す涌点と吸点の配置での流れを検討してみたいと思います。
aを比例定数として、任意の位置R(X,Y,Z)のポテンシャルは
(17.1)式の計算結果を下記に示します。
図17-2において、流れはポテンシャルの高い点から低い点に流れます。流れの方向はポテンシャルの等高面に垂直となります。
- スカラーの勾配
具体的にはスカラーの勾配であり、下記の式となります。
流線を描くにあたって、Z=0とします。
流線の方向はベクトルAの方向とします。
描く流線の長さをSとすると
を満足するようにΔXとΔYを決定します。
従って
また、流線のスタートは涌点とし、角度Uを変数とします。そして、終点は吸点とします。
以上の条件で作図プログラムを作成します。
- 涌点と吸点のある場での流れ演習
EXCELを用いて、涌点と吸点のある場での流れ演習を行い、涌点と吸点のある場での流れのイメージアップを図りましょう!!
- ワークブック「ベクトル解析17.xls」のダウンロード
下記のワークブック「ベクトル解析17.xls」(ベクトル作図プログラム)をダウンロードしてください。
ダウンロード後はダブルクリックで解凍してから使用してください。
ワークブック「ベクトル解析17.xls」をダウンロードする。
- ワークブック「ベクトル解析17.xls」説明
- ワークブック「ベクトル解析17.xls」は複素関数機能を使用していません。
- 「ベクトル解析17.xls」をダブルクリックで起動します。
(マクロを有効にして開いてください!!)
- シート「操作」はパラメータの設定と操作を行います。
- シート「XY平面」はXY平面上の作図を行います。
- シート「ポテンシャル」はポテンシャルの3Dグラフを示します。
- シート「操作」
- X作図倍率 Mx:作図上のXの倍率を設定します。
- Y作図倍率 My:作図上のYの倍率を設定します。
- 角度間隔 dU(度):作図上の角度間隔を設定します。
- 計算回数 N:角度の計算回数を設定します。
- 線分長さ dS:作図上の線分長さを設定します。
- 「作図実行」ボタンを押すと作図を実行します。
- 計算・作図結果
入力条件を下記表に示します。
作図結果を下記に示します。
図17-3の涌点と吸点のある場での流れにおいて、流線の一部が
途中で消えています。
これは、プログラム上の都合で流線1本あたりの直線描画回数を300回
に制限しているためです。(作図中はロック状態となるため制限しました。)
18章:電気双極子に行く。
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