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主な利用例

槍の空力性能評価 (2015.11)

・利用目的
陸上の投擲競技用品であるヤリの開発を目的として、
ヤリに働く空気力をMSBSにより測定した。 海外メーカーは、追い風用の穂先、向い風用の穂先を製品化している(国内では、未着手)。
・内容
今回、海外メーカーが製作した追い風用、向い風用、オールラウンド用の穂先を模倣して製作し、その空力的効果を調べた。 迎え角は‐5〜5°、風速は15〜25m/sの範囲で試験した。また、グリップ用紐が無い場合、有の場合(66mm、130mm)の比較もした。
・成果の概要
陸上競技のヤリ投げで使用するヤリに働く縦3分力を測定した。 従来ヤリの風洞試験では、ヤリの直径よりも支持棒のそれの方が太く、実質、ヤリに働く空気力の測定は不可能であった。
今回、無回転ながら、ヤリに働く空気力測定を実行できた。これにより、先端形状の違いやグリップ紐の巻き数差による空気力の差も評価できるようになった。 これらの差は数gf程度であり、MSBSだからこそ、これらの小さな空気力差を測定できたと考えている。
(株式会社ニシ・スポーツ)

感圧塗料を用いたモデル表面の圧力分布の調査 (2015.7)

・利用目的
自動車の車体周りで発生する空力現象のメカニズム解明のためには、車体 表面の圧力計測が必要と考える。本課題では、簡易形状を供試体とし、感圧 塗料を用いた表面圧力の計測が可能かを調査する。
・内容
低乱風洞で単純な箱モデルを供試体とし、感圧塗料による車体表面圧力の 計測を行う。光源、カメラの供試体までの距離や風速を変えて、設置環境の 異なった場合の計測結果への影響についても調査した。
・成果の概要
感圧塗料を用いた模型表面の圧力計測は可能であることが分かった。また、弊社設備の機材設置環境 (光源やカメラから供試体までの距離を変更) を模擬した場合においても、圧力計測が可能であることが分かった。
(スズキ株式会社)

プレハンガ形光ファイバケーブルの振動時における動画撮影方法の検討 (2015.6)

・利用目的
本年度下期に実施予定である、プレハンガ形光ファイバケーブルの空力特性および共 振周波数に関する研究の事前確認のため、光ケーブルの設置方法およびハイスピード カメラによる振動時の映像化を検証する。
・内容
風速は 5〜40m/s の間で振動点を確認し、その際にハイスピードカメラにて撮影を実 施し、周波数、振幅等の確認ができるか検証する。
・成果の概要
特定の風速において、本体ケーブルの振動を確認することができた。また、ハイスピードカメラにて振動状態の撮影が可能であることを確認できた。
(北日本電線株式会社)

多孔質体と衝撃波の干渉および真空破断時における衝撃波挙動の考察のための実験 (2014.7)

 多孔質体との衝撃波干渉および真空破断時における衝撃波挙動に関して、以下の2つの項目に実験を行い、評価する。 @弾道飛行装置一段式火薬銃形式による射出体非充填駆動時に発生する衝撃波と緩衝材料との干渉実験を行い、シャドウグラフ法による高速度光学可視化計測による観察、および圧力計測によって、衝撃波減衰効果に関して評価する。 A真空容器を真空破断する際の衝撃波挙動および多孔質体を経由したガス噴出挙動をシュリーレン法による高速度光学可視化計測によって観察し、評価する。  実験結果から、衝撃波が緩衝材料を通過し減衰する画像、および圧力測定より、緩衝材料干渉前後で過剰ピーク圧力が減衰し、干渉によって衝撃波が減衰する結果が得られた。また、真空破断時に多孔質体を介した場合、多孔質体内で衝撃波は減衰され、衝撃波は発生せず、多孔質体表面の通気孔部分よりガスが噴出し、容器内を流動する挙動が観測された。  本検証実験で、衝撃波?緩衝材料との干渉現象の基礎データおよび実際製品に使用される多孔質体を介した高速ガス流れのデータ取得ができ、今後の商品開発の参考になると考える。
(株式会社 日立ハイテクノロジーズ)

曲面格子周りの気流計測 (2014.6)

 曲面格子に一様流が流入した場合に、後方に発生する流れ場の把握のため、熱線風速計、 ピトー管による計測と、タフトを用いた流れの可視化を実施した。
曲面格子後方に発生する流れ場を把握することができ、また同現象を再現したシミュレーションの妥当性検証が可能となった。 今回の実験結果を基に、性能向上を達成した新設計品を開発できると考えられる。
(日機装技研株式会社)

柱状物体から発する流体騒音の測定実験 (2014.4)

 鉄道の高速化にともない、走行時の空力騒音を考慮した車両の開発・設計が求められている。空力騒音は、実験や解析での検証が可能だが、供試体・治具の作成等を必要とす る実験に対し、解析の方が作業負荷は軽い。ただ、空力騒音解析の難易度は低くなく、実験値との照合によって精度を確認しながら進めるというのが現状である。今回、当社 における空力騒音解析の精度を確認するため、その照合対象となる各種物理量を低騒音風洞での実験で求める事とした。
 寸法の異なる 2 種類 4 本の円柱・角柱を流れ場の中に設定し、流速条件を変えて、空力騒音,表面の圧力係数,ストローハル数を測定し、 またスモークワイヤ法・油点法による可視化を行った。空力騒音の他にも測定項目を設けたのは、解析結果を複数面から検証するためである。 測定の結果、流速・形状に対して相似な関係となる空力騒音を得る事が出来た。また、得られた音圧レベルが流速の 6 乗にほぼ比例するため、これがエオルス音である事を確 認した。いずれの測定も、ストローハル数は円柱≒0.2,角柱≒0.12 であり、妥当な実験であったと考えられる。
(株式会社 総合車両製作所)

      直径42mm円柱、5m/sでの可視化         流速−音圧レベルの関係


高速現象撮影による高速度カメラ機器性能評価 (2014.3)

 超音速高速現象を弊社高速度カメラによって撮影実験を実施し、性能評価を行った。弾道飛行装置を用いた高速衝突現象による音速を超える高速現象を高速度カメラの性能を最大限生かした撮影速度域で撮影し、性能実証試験を行った。
 弾道飛行装置一段式火薬銃を用いて射出する飛翔体(ポリカーボネート製円柱、射出速度1.6km/s(マッハ数4.7))を、アルミニウム合金板、アクリル板へ高速衝突させた際の破壊挙動、発生衝撃波挙動をレーザを光源としたシャドウグラフ光学系で可視化し、高速度カメラによって計測した。
 実験結果から、アルミニウム合金板との高速衝突で、自由飛行する飛翔体から発生する衝撃波、破壊破片の飛散および飛散物から発生する衝撃波を捉えた。また、アクリル板との高速衝突で、アクリル内を伝播する衝撃波、反射膨張波、亀裂の伝播、破壊挙動を捉えた。
 本検証実験より、弊社高速度カメラが超音速の現象把握のための映像を提供できることが示され、本研究分野における科学技術の進歩に貢献できるとともに、今後の商品開発の参考になると考える。
(株式会社 ナックイメージテクノロジー)

風速10m〜15mで飛ばない絵灯篭の検討(2013.12)

灯篭を用いたイベントにて、強風の影響で絵灯篭が転倒したり、火が消えるといった事態が発生した。ろうそくの電子化など試作を重ねているが、強風対策が十分であるかの評価が必要である。そこで、絵灯篭を地面に直置きした際に想定される風速10〜15m/sで転倒・飛散しない最適な錘の重さを検証した。
 2kgの錘を灯籠内に設置したときに、15.2m/sまで灯籠が倒れず耐えたため、灯籠に載置する錘の重量は2kgとすることとした。今後、再開発は必要であるものの、被災地区の自治体からの増産要請や法人・個人向けの製品化などが見込まれる。
(パナソニック(株)AVC社  仙台工場)

「奇跡の一本松保存計画」の松枝葉部の抗力実証実験(2012.10)

 2011 年、3.11 東日本大震災の津波による甚大な被害の中で、陸前高田の海岸で唯一倒れずに残った「奇跡の一本松」。 その保存計画のため、その構造設計に資する風洞実験データを得ることを目的とした。そのために、松の枝葉部の模型(縮尺率 1/40)を製作し、 その抗力の模型方向依存性、および、最大抗力の方向における、抗力の風速依存性などの測定を行なった。
 実験結果から、抗力の動圧依存性を求め、別途 模型の写真画像から求めた基準面積値と合わせて、抗力係数C D の値を 0.95 と算出した。
 得られた抗力係数(〜風力係数)が、保存松の耐風圧力の構造設計データとして使われ、その建造物の加工へ反映された。保存松の建造を通して、 長期に渡り安全なモニュメント作りに役立てられたと考える。
(一般財団法人 航空宇宙技術振興財団)

点滅発光吹き流し用 風椀型風車発電機の開発(2011.08)

 高速道路等において強風時の注意喚起を目的として、吹き流しが設置されているが、設置位置が高いため、夜間はライトが当たらず識別ができない状況にある。そこで、夜間視認可能な点滅発光型吹流しの電源となる風椀型風力発電機の設計開発のために風洞試験を実施した。
 風杯の数と椀の長さを変えて測定した結果、風速20m/sまで、どの条件でも風速と風杯の回転数はほぼ比例関係にあり、直線近似した勾配(回転数/風速)は10%前後の変化に収まることが確認できた。
(光電子株式会社、株式会社畠茂商店)

風速センサーの開発(2010.4)

 追尾式太陽光発電装置の強風時退避用に使用する、風速センサーの風速感度を測定し、無指向性の確認を行った。実験の結果、センサーが働く風速を10m/s、20m/sに設定することが可能となった。
(株式会社ジー・イー・エス)

超音速複葉機の開発

 超音速複葉機の開発に欠かせない、複葉翼の離着陸時(低速域)の空力特性や翼周りの流れ場を詳細に計測し開発に必要な基礎データを得た。

論文:超音速複葉翼理論の地上実証研究 [PDF]

エアロトレインの開発

 次世代高速輸送システム「エアロトレイン」は翼の地面効果を利用した新しい輸送システムである。エアロトレインの開発に欠かせない、地面効果に最適な翼を開発するために必要な基礎データを得た。

過去の利用例