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流体力学におけるラム数の定義 📂流体力学

流体力学におけるラム数の定義

定義1

流体力学において、平均半径が$a$の球体が角振動数$\Omega$で回転し、重力加速度が$g$であり、球体の上にある流体の層の厚さを$H$とするとき、次のような無次元量をラム数Lamb numberという。 $$ \mathrm{La} = {\frac{ \left( 2 \Omega a \right)^{2} }{ g H }} $$

説明

$H$は浅水方程式に現れるあの平均水深$H$とみなしても差し支えない。式にはコリオリ力への直接的な言及はないが、ラム数の分子を見ると$\Omega a$があるので、$\mathrm{La}$が大きいということはすなわち赤道での回転速度が大きいという意味になり、天体celestial bodyの単位で見たときコリオリ力が支配的であることがわかる。


  1. Shamir, O., Garfinkel, C. I., Gerber, E. P., & Paldor, N. (2023). The Matsuno–Gill model on the sphere. Journal of Fluid Mechanics, 964, A32. ↩︎