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2009年04月21日

ふと思い付いたこと。

カルマン渦列.gif 嫁ハンが昨日、用事があって愛媛県の松山まで行って来たのですが、帰りの高速で強風のために自分の車が横転するかと思ったそうです。

 その話を聞いていて、思い出したのが、先日の3月28日に、私の他のブログで書いたカルマン渦の記事のことでした。

>毎年、冬の季節になると私は楽しみにしていることがあるのです。テレビなど殆ど見ない私が、天気予報の時だけ必死になって画面を食い入るように見つめるのです。

さて、この記事の本題に入りたいと思います。

それは、地球上最大の気象現象が、この韓国の済州島周辺、特に南東方向付近に起きるのです。それはカルマン渦列です。毎年の暮れからその次の年の今頃まで、良く観測されるのですが、今回は見落としていたのか、一回も見ることが出来なくって、残念に思っているのです。

カルマン渦は物理学、特に流体力学の世界で有名な物理現象で、工学の世界では気体や液体の流速の計測などに使われて居ますし、その研究が行われています。

私も一時期、そのカルマン渦の研究を致しておりました。

カルマン渦とは:フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』の引用です。

カルマン渦(カルマンうず)またはカルマン渦列(カルマンうずれつ)は、流れのなかに障害物を置いたとき、または流体中で固体を動かしたときにその後方に交互にできる渦の列のことをいう。ハンガリー人の流体力学者セオドア・フォン・カルマンに因んでいる。

流量計への応用 :

発生する渦の数が流速(流量)に比例するので、この原理を用いた流量計が工業分野で用いられている。自動車のエンジンを電子制御する際に、吸入空気量を常に測定する必要があるが、流路に障害物を置きその後ろに発生するカルマン渦の数を超音波で計測する方式が日本車へ採用された事例がある。

気象現象におけるカルマン渦 :

冬季の済州島(チェジュ島、韓国)や屋久島など、島の風下側に雲渦が列状に並びカルマン渦を形成することがある。この雲渦は主に下層の層積雲で構成される。高さ1km付近に顕著な気温逆転層があり、山頂がその上端よりも高く、風向がほぼ一定で比較的強い風が吹くなどの一定の条件がそろうと発生することがある。雲渦ができる高度は500m〜2,000m程度、長さはおよそ500km〜1,000km、渦の直径は20km〜40kmとなることが多い。

タコマ橋崩壊との関連:

アメリカ合衆国で起きたタコマナローズ橋崩壊事故の原因はカルマン渦の発生メカニズムと同一である。横風の中、剥離の発生しやすいH型断面の橋梁に、カルマン渦を生じるような不安定な剥離が起こり上下に橋が振動、共振し崩壊に至った。この事故後に建設された橋では剥離を抑えるよう流線型に近い断面形状を採用するなどの対策がなされた。余談だが、この事故の調査委員会にはカルマン自らも参加していた。

以上の様に工学系の学会では、機械工学や建築学会でも、ビルや橋梁などの崩壊予防や震動防止のために、カルマン渦が研究されています。

雨が降っている時などのドライブ時に、トラックなどの後ろを走っている時に、巻き上げられた水滴の動きを注視してみて下さい。その水滴が、さもトラックが尻尾を振っているように左右に、揺れているように見える筈です。トラックの後方でも、カルマン渦が発生している訳です。それから、風の強い時に高圧電線がブーンと云う音を出していますが、カルマン渦が高圧電線付近に発生することで電線が揺らされて、その振動音がしているのです。このようにあらゆる所でカルマン渦は発生しています。勿論、小川の中に生えている芦の水流の下流にもです。

閑話休題

韓国の済州島は、その島の周辺に起きる現象や島自体の特徴から、先程、申し上げましたように物理系の国際学会などがあるので、なかなか興味深い島だと思っています。

歴史的に見ると、15世紀初めごろまでは耽羅という王国がありました。韓国本土と済州島の関係は、我が国と琉球王国(沖縄県)に良く似た関係で、興味深く思っています。

何よりも、火山島で島の至るところに噴火口が口を開いています。なかでも、城山日出峰と云う噴火口跡から成る岬が必見です。火山学上はタフコーン(火山灰丘)に分類されます。

皆様も機会がありましたら、是非、済州島を訪れて見て下さい。海鮮食材の美味しい所です。それに、今なら、円が強いので安価な感覚を味わえます。

以上までが私の他のブログでの記事でした。

 そこで、今、この私のブログを御覧になって居られる方の中で、自動車工学の研究者の方がいらっしゃったら是非ともお伺い致したいのですが。
 それは、私の記事の中でも触れました様に、トラックの後方に発生するカルマン渦の発生による車体の揺れに対する影響と、仮に影響があるとしたら、その対策をどのようにされているかを知りたいのです。私はそのシミュレーションをした訳でもなく、計算もしておりませんが、トラックの方形の筐体はカルマン渦を発生しやすいと思いますし、仮にその筐体の固有振動数と、カルマン渦発生による振動とが共振した時に、大きな揺れが車体に加わるので無いかと考えております。最悪の場合、ハンドルが取られるとか、車体の転倒が起きるのでは無いかと考えております。
 以上の様な疑問と好奇心が生じました。自動車工学の研究者の方がいらっしゃったら、研究案件に問題のない程度で結構ですから、教えて頂ければ幸いです。 
 
posted by 某研究者 at 07:52| 研究について | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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