研究課題/領域番号 |
24240084
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研究種目 |
基盤研究(A)
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研究機関 | 筑波大学 |
研究代表者 |
浅井 武 筑波大学, 体育系, 教授 (00167868)
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研究分担者 |
藤井 範久 筑波大学, 体育系, 教授 (10261786)
小池 関也 筑波大学, 体育系, 准教授 (50272670)
高木 英樹 筑波大学, 体育系, 教授 (80226753)
本間 三和子 筑波大学, 体育系, 教授 (80241800)
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研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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キーワード | 流体 / スポーツ / 可視化 / 風洞 / 空力 / 空気 / ボール / 抗力 |
研究概要 |
本年度は研究初年度であり,計測システムの基盤構築と,可視化システムの設計,検討を行った.さらに,サッカーボールの抗力計測を実施した.実験には,吹き出し口サイズ縦0.7 m,横0.7 mのエッフェル塔型低速風洞を用いた.計測対象は,フルスケールのポルトガル欧州選手権2004公式球のRoteiro(32 panels),北京オリンピック2008公式球のTeamgeist II(14 panels),南アフリカワールドカップ2010公式球のJabulani;(8 panels),及びロンドンオリンピック2012公式球のTango 12(32 panels)の4種とした.各ボールの臨界レイノルズ数は,Roteiroが~2.2× 105 (Cd = ~0.12), Teamgeist が~2.8× 105 (Cd = ~0.13), Jabulaniが~3.3× 105 (Cd = ~0.11), Tangoが~2.4× 105 (Cd = ~0.15)であった.Tangoの超臨界領域におけるCdの平均値は~0.18であり,Jabulaniの~0.15より,やや大きな値を示した.また,Tangoの亜臨界領域におけるCdの平均値は~0.47であり,Jabulaniの~0.44より,やや大きな値を示した.Achenbach (1974) は,球において形状表面のラフネス(roughness)の増大が,臨界レイノルズ数の低下をもたらすことを報告している.これらのことから,パネル接合部総延長距離が大きなボールほど,ボール表面のラフネスが増大し,結果的に臨界レイノルズ数が小さくなっていると考えられる.一方,Roteiroのパネル表面は比較的スムースであり,ラフネスへの影響は,パネル接合部総延長距離に比べて小さいと思われる.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度であり,筑波大スポーツ風洞の基本性能を確認した.また,基本形状の一つである平滑球の計測を実施し,先行研究と比較検討した.さらに,代表的スポーツボールの一つであるサッカーボールの空力解析を行い,その特性を分析した.
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今後の研究の推進方策 |
筑波大スポーツ風洞の基本性能が確認できたので,スポーツボールの解析を継続する.また,人体モデルの開発に着手し,計測できるようセットアップを進める.さらに,ボールや人体周りの流れの可視化を行うため,PIVシステムを導入し,セットアップと計測法を検討する.
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