コアンダ効果（水流ジェットが容器の曲面に沿って流れる） コアンダ効果 （コアンダこうか、英 : Coandă effect ）は、粘性 を持つ流体 の噴流 （ジェット）が近傍の壁面へ引き寄せられたり、凸形状の壁面上で壁との接触 を保ち続けるように振る舞う性質である。噴流が粘性により周りの流体を引きこむことが原因[ 1] ルーマニア の発明家アンリ・コアンダ （1886 - 1972）がジェット・エンジン機 の実験において指摘したものが最初とされる[ 2] 境界層制御 装置があり、翼 の揚力 を向上できる。
噴流以外にも、局所的高速領域が壁面に引き寄せられる性質についてもコアンダ効果と呼ぶことがある。これについては噴流と同一メカニズムか疑問視する意見がある[ 1] [ 3] [ 4]
この現象についての最初の言及はトマス・ヤング によるもので、1800年 にロンドン 王立協会 に向けた講義において示された。
ロウソク に吹管 を使って空気 を吹きかけると炎 が流れに向かって引き寄せられるが、そのときの側圧は、
障害物の近くを流れる空気の噴流が物体にそって曲がるのを助ける圧力とおそらく同じである。水面 に噴きかけてできるくぼみに着目しよう。噴流に凸状の物体 を押し込むと、
水面のくぼみが動いて、噴流が物体の方へ曲がったことがわかる。
そして物体が自由に動ける状態では、物体が噴流に引き寄せられる。
[ 5]
百年以上過ぎて、アンリ・コアンダは自身が開発したサーモジェットエンジン を搭載した実験航空機コアンダ=1910 の飛行試験の失敗において、燃焼ガスが胴体に沿って流れる現象に気がついた。この「噴流が凸形状の物体表面に沿って流れる現象」を著名な流体力学者であるセオドア・フォン・カルマン と議論した。カルマンは後にこれをコアンダ効果と名付けた[ 6] 1934年 にフランス でこの効果に関する特許 を得ている。
2次元 噴流の流線 。左から右へ流れる噴流が周りの流体を引き込む様子が見える。流線関数として
Ψ
=
x
1
/
3
tanh
(
y
x
−
2
/
3
)
{\displaystyle \Psi =x^{1/3}\tanh(yx^{-2/3})}
[ 1]
コアンダ効果は噴流が粘性の効果により周りの流体を引き込むこと（英 : entrainment
噴流はその流れに沿って運動量流束 を一定に保つが、粘性散逸によりエネルギー流束 は流れに沿って減少する。よって、質量流束（英 : Mass flux [ 1] 抗力 （英 : Drag ）により増速する分だけ、さらに外側の流体や物体が噴流へ向かって移動する。
噴流の近くに壁面が平行に置かれるとき、噴流と壁との間の流体が引き込みの作用により流れ去り、不足する分を埋めるように噴流と壁が引き合う。これは剥離泡が消える原理でもある。気体中の液体噴流の場合にも、周りの引きずられた気体も含めると同様の機構が成立する。
噴流が乱流 であるとき層流 よりも強く働く[ 1]
「コアンダ効果によって翼の上背面に沿って流れる」というように翼周りの流れ場を決定する要因として挙げられている。しかし、噴流でない以上はコアンダ効果で説明すべきでないという指摘がある[ 7]
ボーイング YC-14 ノーターの動作 翼の上に噴流を流して迎え角 の大きな翼 の上を気流が剥離（=失速 ）することなく流れることで大きな揚力 を得ることができる境界層制御はコアンダ効果の応用である。噴流が翼に当たるように翼の上にジェットエンジン を取り付けた翼 (アッパーサーフェスブローイング )や、翼表面に噴流を発生させる装置(英 : Circulation control wing 高揚力装置 )
アッパーサーフェスブローイング（USB）方式とは、翼の上側に設けられたエンジンからの噴出流がフラップ に沿って地上へと曲げられ上昇力を得るものである。短距離離着陸性能 の向上に利用され、アメリカ合衆国 のボーイング YC-14 、日本 の実験機「飛鳥 」などで実験された。
実験のみで終わった他国と異なり、万事にコストをあまり考慮しなかった社会主義 体制下のソ連 ・ウクライナ ではアントノフ設計局 のAn-72 やAn-74 が実用 化され、ロシアやウクライナの航空会社により多数運用されている。アントノフ設計局はUSB方式ではないAn-148 を新規開発し、複数の航空会社 や軍 に販売しているが、STOL能力が要求される路線で需要が高いためAn-74の生産を継続している。
MDヘリコプターズ によって開発されたヘリコプター であるノーター （英 : NOTAR [ 8] [ 9] [ 10] トルク ）を打ち消すためのテールローター に相当するものとして、コアンダ効果を利用する装置を備えている。
自動車競技 のF1 において、コアンダ・エキゾースト という排気 を利用して低速域のトラクション を上げるシステムを、マクラーレン やフェラーリ 、ザウバー に続いてメルセデスAMG が採用した[ 11] 2014のレギュレーションの変更 （排気を利用したダウンフォース 発生デバイスの禁止）
[ 12]
コアンダ効果以外の噴流の引き込み現象の例としては、ダイソン が扇風機のエアマルチプライアー で、噴流が周りの流体を引きこむ性質を利用していることや[ 13] [ 14] [ 15]
^ a b c d e Tritton, D.J.,『トリトン流体力学<上>』川村哲也訳 インデックス出版 2002年4月1日初版発行 ISBN 4901092251 (原書 ISBN 0198544936 ), 11.6節,11.7節,12.6節
^ 『大人も知らない？続ふしぎ現象事典』2023年、マイクロマガジン社、p.119
^ David Anderson, Scott Eberhardt, "Understanding Flight, Second Edition",McGraw-Hill Professional; 2 edition (August 12, 2009), ISBN 0071626964
^ 日本機械学会『流れの不思議』講談社ブルーバックス 2004年8月20日第一刷発行 ISBN 4062574527
^
Young, T. (1800), Outlines of experiments and inquiries, respecting sound and light.
^ Eisner, Thomas (2005), For Love of Insects ISBN 0-674-01827-3 , https://books.google.co.jp/books?id=Ki9djoKOm-0C&pg=PA177&redir_esc=y&hl=ja ^ http://newfluidtechnology.com/THE_COANDA_EFFECT_AND_LIFT.pdf Report on the Coandă Effect and lift^ 英 : no tail rotor ^ ノーターシステム解説（日本語） ^ http://www.kulikovair.com/Notar.htm ^ "Mercedes F1 Testing Coanda-Style Exhaust in France" http://www.autoevolution.com/news/mercedes-f1-testing-coanda-style-exhaust-in-france-49319.html
^
“Formula 1® - The Official F1® Website - Rules And Regulations - 2014 season changes ”. 2014年12月11日 閲覧。
^ "Air Multiplier™ technology - how it works" http://www.youtube.com/watch?v=gChp0Cy33eY
^
“素朴な疑問 QA054 ”. 2023年10月18日 閲覧。
^
“日常の化学工学 ハーは暖かくフーは冷たいのはなぜ－流体の混合のはなし－ ”. 2023年10月18日 閲覧。
