2010 Fiscal Year Annual Research Report
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20300207
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
浅井 武 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 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, 准教授 (60292405)
藤井 範久 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (10261786)
高木 英樹 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (80226753)
小池 関也 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (50272670)
藤澤 延行 新潟大学, 工学部, 教授 (20165369)
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| Keywords | ボール / 回転 / サッカー / バレー / 渦 / 不安定性 / 臨界 |
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| Research Abstract |
ボールの流体力学的研究では,サッカーの無回転,または低回転のストレートボールを対に,風洞験を行いその空力的基礎特性を分析すると共に,ボール後流の渦動態を,発煙物質と高速ビデオカメラを用いて可視化し,その流体力学的渦構造を検討した.その結果,風洞実験において,総合的にはチームガイストIIよりジャブラニの方が,平滑球に近い抗力特性を示すと考えられた.風洞実験の8秒間における横力の時系列変化はチームガイストIIとジャブラニ共に不規則な変動がみられた.Re=3.8×10^5におけるサッカーボールの場合,超臨界領域であるにも関わらず,平滑球のような直線的な後流構造ではなく,平滑球の亜臨界領域と超臨界領域の中間的構造を示していると思われた.無回転系ストレートボールの大規模渦構造をみると,不規則な振動は少なく,一般的な放物線的軌跡を描いていると思われた,また,バレーボールとサッカーボールにおける空力的不安定性の特徴を検討した.射出装置を用いて,臨界レイノルズ数近傍速度で打ち出したバレーボールの着地点を計測し,新型と従来型のバレーボールの基礎的空力特性を分析した.さらに,発煙物質と高速ビデオ映像を用いて,サッカーのナックルポールの渦構造の特徴を検討した.臨界レイノルズ数近傍で飛翔するバレーボールの着地点の偏差を比較すると,新しいボールは従来ボールより,偏差が小さい傾向を示した.ハニカム状突起デザインはボール表面のラフネスを増加させると考えられ.そのラフネスの増加は,バレーボールの飛翔軌跡の不安定性を低下させる働きがあると考えられる.低回転で飛翔するサッカーボールの後流には歪んだループ渦が観察され,大規模構造では,平滑球におけるレイノルズ数2.4×10^4と6.0×10^5の中間的構造を示した.ナックルポールの渦構造では,大規模構造の渦振動がみられた.飛翔するサッカーボール後流における大規模渦構造の不安定性が観察された.
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