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低レイノルズ領域における球の後流構造に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06065
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

小西 康郁  東北大学, 流体科学研究所, 学術研究員 (20552540)

研究分担者 奥泉 寛之  東北大学, 流体科学研究所, 技術専門職員 (60647957)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード球 / 抗力 / 磁力支持天秤 / 曳航 / 剥離 / 低レイノルズ数 / 不安定性 / 支持干渉 / 後流
研究成果の概要

球の後流れは、三次元的な複雑な構造をしており、特に実験的研究においては、模型を気流中に保持するために必ず支持部材が必要であることから、これらの部材による影響が少なからず発生することが問題とされている。そこで、本研究では支持部材の変わりに磁場を用いることで模型を支持部材なしで保持することが可能な磁力支持天秤装置を用い、風洞試験では難しい低速流れを同装置を曳航することにより実現して、流れ場をステレオPIVを用いて計測した。実験結果とCFDを比較検討し定性的に一致した流れ場であることが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

二次元物体において円柱や角柱が鈍体の基本形状として扱われるように三次元物体においては、球が基本形状のひとつであり、理論の予測を検証するためには、球周りの流れ場を正確に求めることが求められている。また球は、卓球、野球、ゴルフなどに代表されるようにスポーツ競技においても利用されており、工学的な観点から飛翔体と見なしても重要であり、本成果で得られる結果は軌跡の精度向上、モデルデザインにおいて役立つものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Introduction of 1-m MSBS in Tohoku University, new device for aerodynamics measurements of the sports tools2018

    • 著者名/発表者名
      H. Okuizumi , H. Nagaike, Y. Konishi, S. Obayashi
    • 学会等名
      The 12th Conference of the International Sports Engineering Association
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Speed Towing Test Using 1-m Magnetic Suspension and Balance System2017

    • 著者名/発表者名
      S. Oyama , H. Nagaike, Y. Konishi, H. Sawada, H. Okuizumi, S. Obayashi
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Measurement of Sphere Drag using 1-m MSBS2017

    • 著者名/発表者名
      H. Okuizumi , H. Sawada, Y. Konishi
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東北大学流体科学研究所1-m磁力支持天秤装置を用いた球の抵抗測定2017

    • 著者名/発表者名
      奥泉寛之、澤田秀夫、小西康郁、大野智之、高橋正嘉、太田福雄
    • 学会等名
      機械学会東北支部 第52期総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学青葉記念会館(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 1m磁力支持天秤装置による円柱の細長比に関する空力特性の研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤慶一郎、奥泉寛之、澤田秀夫、小西康郁、野々村拓、浅井圭介
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会
    • 発表場所
      東北大学流体科学研究所(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] An Experimental Study on the Effect of Fineness Ratio on the Aerodynamic Drag of Cylindrical Bodies using a MSBS2016

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Sato, Hiroyuki Okuizumi, Yasufumi Konishi, Keisuke Asai, Hideo Sawada
    • 学会等名
      Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai International Center (Miyagi, Japan)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/windtunnel/setubi/msbs.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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