FIFAワールドカップ ぶれ球はなぜ起こるか。流体力学のお勉強。(その5)

流れの中におかれた物体の後流(wake)を理解しることは流体力学では一番難しい問題だ。

1.強風中の電線は上下に振動するのをご存知か。地面に平行に風が吹いているにもかかわらず,電線は上下(鉛直面内)に振動する。言い換えれば,抵抗方向ではなく,揚力方向に振動する。

2.巨大煙突はも,抵抗方向ではなく,揚力方向(横方向。すなわち,風の向きに垂直な方向)に振動する。

3.ボールは?実験が難しい(ボールを指示する方法が難しい)ので,試験データは多くはない。しかし,一般に,流れの方向に対して垂直な方向に振動する。

では,これらの振動の原因は何か。ボールの表面の圧力の積分が力として表れるのだが,時間的にこの振動を見ると,抵抗方向に比べて,揚力・横力方向の振動成分が卓越する。多分,後流部分の圧力変動が場所ごとに大きく,横方向の積分値の変動が大きくなっているものと考えられる。ボールの最下流点(後ろの「よどみ点」)付近の圧力変動より,ボールの横部分(前の「よどみ点」から計測して90度近辺)の圧力変動が大きく,これが積分に寄与しているものと思われる。
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