| 研究課題/領域番号 |
25870065
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小西 康郁 東北大学, 流体科学研究所, 研究支援者 (20552540)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | マグヌス力 |
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| 研究実績の概要 |
回転する球周りの流れにおいて逆向きのマグヌス力が特定のレイノルズ数領域において発生する．このレイノルズ領域は，真球を用いた卓球においてフォアハンドスマッシュの初速に基づくレイノルズ数と一致する．
これらの知見は，一定風速で流れる風洞内での力計測によって得られたが，実際の流れ場がどのような現象となっているかは未知の部分が多い．
そこで本年度は，流れ場の把握のため二次元の粒子画像計測法を用いて球周りの流れ場の計測をおこなった．その結果，マグヌス力の発生の向きに応じて後流の傾きが変わることが確認された．またこのとき剥離点も移動している様子が観察されている．
一方，実際に飛翔する球においては，時々刻々と球速が変化するため風洞における定常状態の現象とは異なる可能性がある．そこで，卓球ボールを射出するマシンを制作し，初速・回転数を変えて球の軌跡を計測した．事前に風洞試験で得られていたレイノルズ数と揚力，抗力の関係から求まる軌跡と実際の球の軌跡を比較することにより，風洞試験において負のマグヌス力が発生する初速域以外は結果が概ね一致するのに対し，負のマグヌス力が発生する初速域では，結果が異なることがわかった．実際，球の軌跡から求めたマグヌス力をみると，限りなくゼロに近いものの負とはなっていない結果となった．
以上のことより，飛翔中の球に働く力は，準定常の条件とはことなり加速度の影響を受けているものと推測される．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
予定していたPIV装置の導入が年度末になってしまったため，本年度は，十分な風洞試験は行うことが出来なかった．
一方で，より実現象に近い飛翔中の球の軌跡を解析することにより風洞試験と実現象に違いがあることがわかり，主目的の回転球周りの流れ場に関しては新たな知見を得ることができ進捗したと考えている．
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| 今後の研究の推進方策 |
風洞試験ならびに飛翔試験で得られた知見をより正確なものにするため装置の改良を行い，計測精度の向上を目指す．
また新規導入したPIV装置により飛翔中の球周りの流れ場の計測にもチャレンジし，実現象と風洞試験の違いについても明らかにしていく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画では，二次元模型を製作する予定であったが，本年度は風洞利用期間も限られたこともあり，二次元模型を用いた計測は行わないことにしたため発生したものである．
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度請求額と合わせて，新規導入したPIV装置に必要な治具製作費ならびに装置の改良の費用として平成27年度の研究遂行に使用する予定である．
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