ウィンデージ損失 — 2D/3Dモデルの使い分けと検証

場合による。

滑らかなディスクなら差は5%以内だ。ボルト頭が突出している場合は3Dでないとドラッグが過小評価される。ボルト頭1つで$C_M$が10～30%増加することがある。

ロータ表面のトルクをモニターする。定常計算ならトルクの変動が0.1%以内に収まれば収束だ。

1. 壁関数の使用: y+ = 30～100の壁関数ではBL内の速度勾配が不正確で$C_M$が過小評価される。Low-Re（y+ < 1）を推奨

2. 層流計算: 産業機械のRe_thetaは$10^6$以上で確実に乱流。層流設定だと$C_M$が桁違いに低くなる

3. コア回転率の無視: 隙間内の流体はディスクと同じ速度では回転しない。コア回転率（典型的に0.3～0.5）を正しく予測するには十分なメッシュ解像が必要

4. 突起物の省略: ボルト、配線ガード等の突起を省くと損失を大幅に過小評価する

ディスク間の中央（コア）の流体がディスク角速度の何割で回転しているかを示す指標だ。隙間が大きいとコア回転率は0.3～0.4程度で、ディスクの半分以下の速度で回転する。この値がウィンデージ損失の大きさを左右する。