空気静力学のソースを表示

'''空気静力学'''（くうきせいりきがく、{{lang-en|'''Aerostatics'''}}）は、[[流体静力学]]のサブフィールドで、それらを考慮した座標系に対して運動していないガスの研究である。運動中のガスに対応する研究は、[[空気力学]]と呼ばれる。

空気静力学は、特に空気中の密度配分の研究である。これのアプリケーションの1つは、{{仮リンク|気圧式|en|Barometric formula}}。

[[エアロスタット]]は、[[飛行船]]や[[風船|気球]]などの航空機[[揚力ガス|よりも軽量]]で、エアロスタットの原理を使用して[[浮力|浮く]]。

== 基本法 ==
静水圧の場合と同様に、静止時の気体挙動の方程式の処理は、一般に、流体の流れの一般的な運動量方程式を検討することから始まる。これは、次のように表すことができる。

<math> \rho [{\partial U_j\over\partial t} + U_i {\partial U_j\over\partial t}] = -{\partial P\over\partial x_j} - {\partial \tau_{ij}\over\partial x_i} + \rho g_j </math> 、

<math> \rho </math>は流体の質量密度。<math> U_j </math>は瞬間速度、 <math> P </math>流体圧力、 <math> g </math>は流体に作用する外部体積力、<math> \tau_{ij} </math>は運動量輸送係数である。流体の静的な性質により、<math> U_j = 0 </math> と <math> \tau_{ij} = 0 </math> が義務付けられているため、空気静力学の基本方程式を表す次の[[偏微分方程式]]のセットが見つかる<ref name="Durst">{{Cite book|last=Durst|first=Franz|date=1 September 2008|title=An Introduction to Theory of Fluid Flows|url=https://books.google.com/books?id=QF1XCLJjAJIC&dq=aerostatics|publisher=Springer science and business media, 2008.|isbn=978-3540713425|accessdate=27 October 2016}}</ref>。{{Rp|154}}

<math> {\partial P\over\partial x_j} = \rho g_j </math>

ただし、気体流体システムに見られるような一定でない密度の存在（気体の圧縮性のため）には、[[理想気体の状態方程式|理想気体の法則]]を含める必要がある：

<math> {P\over\rho} = RT </math> 、

ここで、<math> R </math>は普遍的な気体定数を示し、 <math> T </math>有効な空気静力学偏微分方程式をレンダリングするためのガスの温度を示す：

<math> {\partial P\over\partial x_j} = \rho \hat{g_j} = {P\over\ RT} \hat{g_j}</math> 、

これは、理想気体の状態方程式によって熱力学的状態が与えられる気体の圧力分布を計算するために使用できる<ref name=Durst />。{{Rp|183}}

== 研究分野 ==
* [[気圧|大気圧]]変動
* 山の空気の構成
* [[大気圏|大気]]の断面
* ガス[[密度]]
* {{仮リンク|土壌中のガス拡散|en|Gas diffusion in soil}}
* ガス圧
* [[気体分子運動論|気体の運動論]]
* ガス混合物の[[分圧]]
* 圧力測定

== 関連項目 ==
* [[航空工学|航空学]]

== 脚注 ==
<references />

{{デフォルトソート:くうきせいりきがく}}
[[Category:空気力学]]