流線型の流れる流体による壁への圧力
流体が均一な断面のパイプ（完全に満たされた）を通って流れていると仮定しましょう。流体は理想的であるため、合理化された経路で流れ、定常状態である必要があります。これは、流体の粒子の経路が決して交差してはならず（流線型の流れ）、したがってすべての粒子の速度がパイプの壁に平行で、点で等しくなければならないことを意味します（定常流）。
注：下の図は、パイプの水平断面図です。
経路が合理化されているため、粒子の速度は互いに平行で壁に平行です。したがって、粒子Aも壁に平行な速度を持ち、Aの速度の成分は壁に向かっていません。
- したがって、壁の方向に速度の成分がないため、Aはどのように壁に圧力をかけますか（壁にぶつからないため、壁に圧力をかけません）。
さらに、粒子Aと粒子Bの速度は平行であるため（両方の粒子が同じ水平面にある）、それらは互いに圧力をかけませんか？違いますか。
合理化されたフローの何が間違っていますか？
- 圧力が壁と衝突する粒子の振動によるものである場合、私のさらなる質問は、ベルヌーイの式によれば、圧力は異なる速度で異なるが、圧力は流体の振動によって引き起こされるためです粒子であり、その速度の垂直成分によるものではありません（これは、速度の垂直成分がゼロになるという上記の私の推論と矛盾します）では、異なる速度で流れているときに圧力がまったく変化するのはなぜですか（クロスの増加/減少のため）断面積）？
編集：私は分子スケールでベルヌーイ方程式のビデオを見ていたので、この質問を受けました。（https://youtu.be/TcMgkU3pFBY）ここでは、垂直速度が小さいために断面積が小さい（速度が速い）領域に低圧があり、壁との衝突が少ないことを説明しています。しかし、理想的な流体の場合、流れを合理化する必要があるため、垂直速度（？）がないはずです。これにより、理想的な流体の説明が不完全になります。壁の圧力を流体内の圧力で台無しにしていますか？そうでない場合、垂直成分がないことを考慮して、ベルヌーイの原理による壁の圧力変化をどのように説明しますか。
Xでの分子間反発がある程度の量である場合、Yでの分子間反発はその量よりも小さくなければならないため（Yでのベルヌーイの原理により圧力が低くなるため）、これは私には矛盾しているようです。
回答
流体粒子（または小包）の速度について話すとき、個々の分子について言及しているのではありません。個々の分子はすべての方向に速度を持っているため、壁に圧力をかけます。流体粒子の場合、分子の組織化された速度、より正確には、流れの中で流れの方向に偏りがあるそれらのベクトル平均について話します。分子の速度は、この平均に重ね合わされたランダムな動きです。
壁への圧力は2つの理由によるものです：
- ほとんど接触力
- 各分子からのヒット
ここで、流れが完全に合理化されていると仮定すると、ヒットはほぼゼロであるため、壁はほぼ接触力によって圧力を受けます（Just Johanの回答に図式的に示されています）
したがって、流線型の流れであっても、壁の圧力はゼロではありません。
チャットでのベルヌーイの原理に基づいてAとBでのプレッシャーについて質問したので、これに興味のあるユーザーはこのチャットを見ることができます。
注:(チャットで）ディスカッションをリンクし、短い回答をしました。これらのすべてのディスカッションを回答に貼り付けることができないためです。この画像は、私と@Satwikの間のチャットからも取得されています。
それがお役に立てば幸いです🙂。
驚くべき偶然の一致のために、すべての振動が流れの同じ方向にある液体、またはすべての分子が同じ流れの速度を持っている気体を想像することができます。この場合、壁への圧力はゼロになります。圧力（温度として）は巨視的な概念であり、統計力学に依存していることを意味し、イベントの確率を考慮する必要があります。
そのようなイベントは、その確率が小さくなっているため発生しません。
2番目の質問については、直径の大きいパイプの圧力を高くすることを検討することをお勧めします。大きい方のパイプ内の流体と同じ速度でフレーム内にいるとします。私たちにとって、パイプは動いていて、直径が減少する領域が私たちにやって来ています。この効果は、流体を圧縮して圧力を上げるピストンと似ています。
流体が加速しておらず、チューブの両端に圧力差がなく、水の各粒子にかかる正味の力がゼロである場合を考えてみましょう（これが必要になります）。
境界近くの粒子に作用する力は、その粒子と中央の粒子および他の境界粒子との間の分子間反発力です。
流体が加速していないため、一定速度の力のバランスが必要です。この力はチューブによって提供され、圧力が発生します。
いいえ、フローの合理化に関するあなたのコンセプトは問題ありません。しかし、あなたは微視的に圧力について少し紛らわしい概念を見逃しました。圧力の定義は
単位表面積あたりの法線力の大きさは圧力と呼ばれます。そして、圧力はスカラー量です。
微視的には、流体と接触している表面に流体によって加えられる圧力は、流体の分子が表面と衝突することによって引き起こされます。衝突の結果、表面に垂直な分子の運動量の成分が逆転します。表面は分子に衝撃力を及ぼす必要があり、ニュートンの第3法則により、分子は表面に垂直に等しい力を及ぼします。表面に多くの分子が及ぼす反力の最終的な結果は、表面に圧力を生じさせます。