「流体解析を始めたいけど、レイノルズ数って何？」「レイノルズ数の大きさが変わると、流れ場はどう変化するの？」
そう思う方もいるかもしれません。
実は、レイノルズ数の大きさによって、円柱周りの流れ場は壁面に貼り付いた流れ、双子渦、カルマン渦と段階的に変化していきます。
この記事では、流体解析入門として、レイノルズ数とは何か、その大きさの違いによる円柱周りの流れ場の変化（双子渦とカルマン渦の比較）について、具体的な解析事例とともに紹介したいと思います。
前回までに円柱後部に発生するカルマン渦をテーマにお話をさせていただきましたが、今回はレイノルズ数の違いによって円柱周りの流れがどのように変化するかについてお話をさせていただきたいと思います。
流体現象はレイノルズ数といわれる無次元量が重要な指標になっています。レイノルズ数は慣性力と粘性力との比で定義されますが、ここでは詳細な説明や数式の提示は控えさせていただきます。流れの乱れやすさを示す数値だと理解するとイメージしやすいと思います。レイノルズ数が小さいと乱れが無い（もしくは小さく）、大きいと乱れがある（もしくは大きい）といえます。
形状が同じで大きさが違う物体周りの流れがある場合、レイノルズ数が同じであれば同じ現象と考えることができる指標として使用されます。 円柱周りの流れ場としては、次のようになります。
レイノルズ数が6以下の場合は円柱壁面に貼り付いた流れになります。
レイノルズ数が6以上40以下の場合は双子渦と呼ばれる対称性のある渦となります。
レイノルズ数が40以上になると、交互に発生するカルマン渦と呼ばれる流れになります。
それぞれの流れ場について、お話をさせていただきたいと思います。
流体現象はレイノルズ数といわれる無次元量が重要な指標になっています。レイノルズ数は慣性力と粘性力との比で定義されますが、ここでは詳細な説明や数式の提示は控えさせていただきます。流れの乱れやすさを示す数値だと理解するとイメージしやすいと思います。レイノルズ数が小さいと乱れが無い（もしくは小さく）、大きいと乱れがある（もしくは大きい）といえます。
形状が同じで大きさが違う物体周りの流れがある場合、レイノルズ数が同じであれば同じ現象と考えることができる指標として使用されます。 円柱周りの流れ場としては、次のようになります。
レイノルズ数が6以下の場合は円柱壁面に貼り付いた流れになります。
レイノルズ数が6以上40以下の場合は双子渦と呼ばれる対称性のある渦となります。
レイノルズ数が40以上になると、交互に発生するカルマン渦と呼ばれる流れになります。
それぞれの流れ場について、お話をさせていただきたいと思います。
レイノルズ数約1の流れ場
図は、レイノルズ数が1程度の時の流れです。
コンターは、流速値を流入流速値で正規化した無次元量、黒線は流速ベクトルを滑らかに結んだ線（流線）を表示しています。
カルマン渦は発生せず、壁に張り付いた流れになっています。
レイノルズ数約30の流れ場
（双子渦）
レイノルズ数約30の場合の流れ場を図に提示します。
この場合、渦は発生しますが、カルマン渦のような交互に発生する渦ではなく、上下2つに分かれた双子渦と呼ばれる対称性のある渦となっています。
レイノルズ数約60の流れ場
レイノルズ数が40以上になると、カルマン渦が発生する領域となります。
図にレイノルズ数約60の流れ場を示しますが、はっきりとした渦形状ではないですが、不安定性が出ていることがわかります。
レイノルズ数約600の流れ場
（カルマン渦）
レイノルズ数を上げて、約600の流れ場を図に示します。
この領域になるとカルマン渦がはっきりとみられるようになりました。
このように円柱周りの流れ場については、レイノルズ数によって様相が変わることがわかりました。
