2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17300200
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
浅井 武 筑波大学, 人間総合科学研究科, 助教授 (00167868)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬尾 和哉 山形大学, 地域教育文化学部, 助教授 (60292405)
酒井 淳 山形大学, 地域教育文化学部, 教授 (10015828)
笹瀬 雅史 山形大学, 地域教育文化学部, 助教授 (50250907)
河野 銀子 山形大学, 地域教育文化学部, 助教授 (10282196)
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| Keywords | スポーツ / 流体 / 風洞 / CFD / サッカーボール / 可視化 / 境界層 |
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| Research Abstract |
本研究では、実験風洞と数値流体解析を基にしたスポーツ流体シミュレーターを、パーソナル・スーパーコンピューター上に開発すると共に、実際のスポーツ科学,スポーツ工学問題の展開事例として、サッカーボールの空力解析と可視化、スポーツシューズの空力特性の改良等を行なおうとするものである。本年度は,スポーツ流体シミュレーター開発の基礎実験を行なうため,ボールモデルを開発すると共に,実際に飛翔するサッカーボールの境界層可視化実験を実施した.その結果,風洞実験における無回転ボールのレイノルズ数と抗力係数の関係をみると、抗力係数が高いレンジで0.43程度、低いレンジで0.15程度を示し、2.2×10^5程度が臨界レイノルズであると考えられた。また,四塩化チタンを用いた可視化実験において、無回転系キックにおける低速キック時(5m/s)と高速キック時(29m/s)のボール周りの流れを比較すると、低速キック時では、境界層の剥離点が前方岐点より約90deg.に位置していたのに対して、高速キック時では、剥離点が前方岐点より約120deg.に後退していた。さらに,回転系高速カーブキックにおいても、剥離点の位置や後流領域から境界層は乱流境界層であると推定され、抗力係数も0.2近傍の比較的低いレンジであることが示唆された。また,風洞実験等と平行して,数値流体解析(CFD)モデルを開発する必要性があると判断し,CFDボールモデルの開発も実施した.そのCFDモデルを用いて,パイロットケースについて研究を継続中である.
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