流束

流束(りゅうそく、: 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

速度分布 v(t, x)質量分布 ρ(t, x)流体に対して、曲面 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、曲面 S に対する流束は

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。

流束の例
流れ(SI単位)流束(SI単位)流束密度(SI単位)備考
質量kg質量流量(kg s1質量流束密度(kg m2 s1
体積m3体積流量m3 s1速度分布(m s1ダルシーの法則など
エネルギーJエネルギー流束Wエネルギー流束密度(W m2
運動量(kg m s1運動量流束N運動量流束密度(Paニュートンの粘性法則など
(J)熱流束(W)熱流束密度(W m2フーリエの法則熱伝導方程式など
電荷C電流A電流密度(A m2オームの法則など
物質量mol拡散流束[2](mol s1 拡散流束密度(mol m2 s1フィックの法則など
光量(lm s)光束lm光束発散度(lm m2
放射エネルギー(J)放射束(W)放射発散度(W m2シュテファン=ボルツマンの法則など
電束(C)電束密度(C m2マクスウェルの方程式など
磁束Wb磁束密度(Wb m2マクスウェルの方程式など

関連項目

脚注

参考文献

  • 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。
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