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低レイノルズ数下における翼特性

研究報告コード R990003846
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 砂田 茂
研究者所属機関
  • 科学技術振興事業団 創造科学技術推進事業
研究機関
  • 科学技術振興事業団 創造科学技術推進事業
報告名称 低レイノルズ数下における翼特性
報告概要 昆虫の翼は薄く,さらに,流線型の断面形状ではなく,ギザギザを持つ。この翼断面形状は航空機や流体機械で用いられている,厚く流線型の翼断面形状と異なる。この差は昆虫の翼が航空機や流体機械より低いレイノルズ数(Re)で用いられていること,前者は羽ばたき運動という強い非定常性を伴う運動で用いられていることによっている。本研究ではセンチメートルサイズの昆虫の翼の,10<Re<105で,厚み比が1%以下の比流線型の翼断面形状について報告した。ホバリング飛行を対象として図1に示すように静止流体中ヒービング運動とピッチング運動する翼に働く流体力を測定し,また,流体力の測定と共に,翼周りの流れの可視化を行った。その結果,翼に働く非定常流体力は剥離渦の挙動にきわめて強く依存することが指摘され(図2),効率が最大となる翼運動,1周期平均の推進力が最大となる翼運動等が明らかにされた。
画像

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研究分野
  • 物体の周りの流れ
  • 筋肉・運動系一般
  • 生体工学一般
  • 航空機の空気力学
関連発表論文 (1)松本有史、砂田茂、河内啓二(1998):毛翼に働く流体力の測定。日本機械学会、第10回バイオエンジニアリング講演会予稿集。
(2)Sunada, S., Sakaguchi, A. and Kawachi, K. (1997): Airfoil section characteristics at a low Reynolds number. Journal of Fluids Engineering. March. Vol. 119, 129-135.
(3)Hedenstrom, A, and Sunada, S. (1999): On The acrodynamics of moult gaps in birds. J. of Exp. Biol. Vol. 202, 67-76.
(4)Sunada, A., Kawachi, K. S., Matsumoto, and Sakaguchi, A.: Unsteady hydrodynamic forces acting on a wing in hovering flight. In preparation.
(5)Sunada, S. and Ellington, C.P. (2000): Approximate added-mass method for estimating the induced power for flapping flight. AIAA Journal Vol. 38, No.4.
(6)Sunada, S., Zeng, L. and Kawachi, K.: The relationship between the dragonfly wing structure and torsional deformation. J. of Theor. Biol. Vol. 193, 39-45.
研究制度
  • 創造科学技術推進事業、河内微小流動プロジェクト/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 砂田 茂. 低レイノルズ数下における翼特性. 創造科学技術推進事業 河内微小流動プロジェクトシンポジウム 講演要旨集(研究期間:1992-1997),1997. p.1 - 6.

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