動力学的形状係数χは粒子の形状を表す指標の一つであり、ある粒子に働く空気抵抗力F_d^*の、同じ速度で運動する体積の等しい球形粒子に働く空気抵抗力F_d,veに対する比として定義される。

粒子が球形の場合、χは1である。それに対し、粒子が非球形の場合は一般に

F_d^* > F_d,ve

であるため、χは1より大きな値になる。代表的な幾何形状の粒子に対する動力学的形状係数の値を表1に示す。ただし、以下の点に留意すること。

■ 動力学的形状係数は、粒子の運動方向に対する配向によって異なる値となる。表1の数値は、配向方向が明記されている場合を除き、全方位の平均値である。

■ 表1の数値は連続領域のものであり、自由分子領域や遷移領域では異なる値をとる。（DeCarlo et al. (2004)とその引用文献を参照。）

動力学形状係数χの粒子に働く空気抵抗力F_d^*は、その粒子と体積の等しい球形粒子の直径（体積等価径）をd_veと表すと、ストークス則の式およびカニンガムの補正係数C_Cを用いて

と表される。ここでμは気体の粘度、vは運動する粒子の気体に対する相対速度である。

引用文献

Davies, C. N., Particle-fluid interaction. J. Aerosol Sci. 10:477-513, 1979.

DeCarlo, P. F., Slowik, J. G., Worsnop, D. R., Davidovits, P. and Jimenez, J. L., Particle morphology and density characterization by combined mobility and aerodynamic diameter measurements. Part 1: Theory. Aerosol Sci. Technol. 38:1185-1205, 2004.

Hinds, W. C., Aerosol technology: Properties, behavior, and measurement of airborne particles, 2nd ed. Wiley Interscience, New York, U.S.A., 1999.　（第３版が2022年6月に出版）

（産業技術総合研究所・桜井　博）　2022年5月25日リンク更新　★