Stokes数 - 金沢大学大気環境工学研究室@ウィキ出張所

定義

流体中にある粒子に働く相対的な慣性力を表現する無次元数。

Stk : Stokes数。
v : 粒子と，流れ場との相対速度。充填層の中では接近速度（層内速度）を使用し，空塔速度（断面速度，ろ過速度）を使わないことに注意。
D : 代表寸法。流れ場によって定義が異なる。
d_p : 粒子径(粒子の直径)。上の式を導く過程(停止距離を参照)の中で，粒子径は流体抵抗（Stokes抵抗）と質量（体積×密度）に使用されており，前提に「粒子は球形」が入っている。粒子が球形でない場合は，流体抵抗と質量を求め，それぞれの相当径の形に変換してStokes数を再構成する必要があるが，実際に完全球形の粒子などないので，ややこしくなるだけで実用的でない。通常は実際の挙動から逆に粒子のStokes数を決め，密度が既知ならばこのd_pを逆算してStokes径として定義する。密度が未知の場合は，空気力学径を使う。

Stokes数とは・・・　メモ。

1. 停止距離S_stを，流れ場の代表寸法Dで割って無次元にしたもの。教科書などではこれで定義を覚える。
2. 粒子の慣性パラメータを２倍にしたもの。（慣性パラメータとStokes数はどちらも定義は停止距離を無次元化したもので，代表寸法のとり方が違うだけ）
3. 粒子径の２条に比例する。ときどき や を使用したグラフを目にすることがあるのは，粒子径との関連をわかりやすくするため。
4. 粒子に働く力の比＝（慣性力/粘性抵抗）という意味で使用する。Reynolds数も同じく（慣性力/粘性抵抗）の比を表す無次元数だが，Reynolds数は「流れの」，Stokes数は「粒子の」なので，対象が違う。

書き方

• 日本語ならStokes数と書くことが多く，ストークス数とはあまり書かない。英語ならStokes number。
• 通常Stkと書く。冒頭は大文字で残りは小文字。斜体にはしない。無次元数なので単位はつけない。
• グラフに書くときは，Stokes number Stk という風に表記することが多い。
• エアロゾル・粉体分野の外ではSなどを使うこともある。以前Stに短縮しようとした人がいたが，スタントン数とバッティングすることもあり，普及しなかったという話を聞いたことがある。