2011年8月のflash

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  • 動画提供:筑波大学・院生 今村尚人氏
    筑波大学・教授 松内一雄氏
    国立スポーツ科学センター 三輪飛寛氏

  • イルカをはじめとする水中を高速で回遊する水棲生物の推進メカニズムを明らかにするため,尾ヒレ後流に形成される渦輪を可視化した. 実際の生物を用いた実験は個体差や再現性が問題となるため,回流水槽に設置した尾ヒレ型の振動翼(材質CFRP,翼弦長0.27m,翼幅0.36m)を対象にステレオPIVを用いた実験を行った. 渦輪を3次元的に捉えるため,動画中のy-z平面を計測面とし,翼後流を等間隔に横断するように計測した. 各断面の速度データを実座標に合わせて再配置し,3次元的な渦度分布を算出した. 動画では,渦度分布に等値面を定めることで,渦輪の3次元構造を可視化している. はじめに,絶対値ω(渦度の3成分ωx,ωy,ωzのRMS)の立体図,上面図および側面図を表示し,続いて,渦度の各成分の立体図を表示する. この可視化結果より,翼後流の渦輪が,翼の両端から発生する「随伴渦ωx」と翼の中央から発生する「逆カルマン型渦列ωy」により構成されることが実験的に示された.
    ※実験条件 回流水槽の流速0.5m/s,ピッチング周波数0.75Hz,ピッチング角度±20deg.,撮影速度9Hz(ピッチング1周期を12分割),位相平均回数10.