球体の抗力係数は、レイノルズ数が高い場合(グラフの5番)に低下します。この効果は、球体が滑らかな場合(卓球ボール など)よりも、表面が粗い場合(ディンプルのあるゴルフボール など)の方が、より低いレイノルズ数で発生します。 流体力学 において、抗力危機( エッフェルのパラドックス [ 1 ] としても知られる)は、レイノルズ数が増加するにつれて 抗力係数 が急激に低下する現象である。これは、球 や円柱 などの円形物体についてよく研究されている。球の抗力係数は、レイノルズ数が300000の範囲で約0.5から0.2に急激に変化する。これは、流れのパターンが変化し、乱流の 航跡が狭くなる点に対応する。この挙動は、球の表面状態のわずかな違いに大きく依存する。
説明 抗力危機は、物体近傍の境界層流が層流から乱流に遷移することに関連している。円筒形構造物の場合、この遷移は、超臨界レイノルズ数において、整然とした渦放出からランダムな渦放出挙動への遷移に関連しており、最終的にはより高いレイノルズ数で整然とした渦放出に戻り、抗力係数も上昇する。
超臨界挙動は、統計的手法を用いて半経験的に記述することも、構造物の動的変位(DLES)を含むラージエディシミュレーション(LES)を用いて、与えられた流体条件における流体構造相互作用を考慮した高度な計算流体力学(CFD)ソフトウェアを用いて記述することもできます[11]。これらの計算は、パイプ流れや風洞試験における侵入継手に存在する閉塞比の重要性も示しています。
臨界レイノルズ数は、乱流強度、上流速度分布、および壁面効果(速度勾配)の関数である。抗力危機に関する半経験的な記述は、しばしばストローハル帯域幅で表され、渦放出は広帯域スペクトル成分で表される。
参考文献 ↑ ギャレット・バーコフ (2015).流体力学:論理、事実、類似性の研究 . プリンストン大学出版局. p. 41. ISBN 9781400877775 。↑ ジュコフスキー、N.Ye. (1938). N.Ye.ジュコフスキー著作集 . p. 72. ↑ エッフェル G. 空中抵抗、1912 年 ↑ Toussaint, A. (1923). 空気力学に関する講義 (PDF) . NACA 技術覚書 No. 227. p. 20. ↑ プラントル、ルートヴィヒ (1914)。 「クーゲルン空軍基地」。 Nachrichten der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen : 177–190 . ウォルターのトールミエン に再版。シュリヒティング、ヘルマン。ヘンリー・ゲルトラー;リーゲルス、FW (1961)。 ルートヴィッヒ・プラントル・ゲザメルテ・アブハンドルンゲン・ツール・アンゲヴァンテン・メカニック、ハイドロ・アンド・エアロダイナミク 。シュプリンガー ベルリン ハイデルベルク。 土井 : 10.1007/978-3-662-11836-8_45 。 ISBN 978-3-662-11836-8 。
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外部リンク 「表面摩擦境界条件を用いた球体の抗力危機シミュレーション」 。 2008年10月24日 取得 。 「円柱周りの流れ:せん断層の不安定性と抗力危機」(PDF) 。 2008年10月24日 取得 。