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ふじよしひのと
9 years ago
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1 ()(H) () / (havng) W W mg ρg d (.) m ρ d d () ( d ) F ρg (.) ρg m () G B :m :W W mg ρg m ρ (.3) η ( d η) F ρg ( d η) (.4) G B :m :W η F()-

2 F()- η ρ ρ d F W d d m g g η ρ ρ d d m g g (.5) a (.5) Laplac η ρ ρ m g g a m g ρg ρ / ) ( m a m a g g g ρ ρ ρ (.6) m a ρg co m / ρg π ηn () G η d d (.7) ηn (.8) a

3 F()-3 (.9) c a c b b a c b a c b a c b a,, c b a Laplac ε n co n co n ) ( (.) ε an an (.) n( ε ) /fπ/

4 n n( ε) gan pha ε ( (.) gan ( ) (.) pha ε an Gan. -9 / / 4/ 6/ 8/ /. Gan. () ()././././ 9 pha(dg) pha(dg) -ε / / / 4/ 6/ 8/ / ε() ε()././././. -9. <</. / 45 >>/ -9 / -8 F()-4

5 F()-5 η (.7)η < < < < < <,,, ) ( η (.) () < < < < < < (.3) η Z H, d H (.4) d d d d d d d d d d d Z () f

6 F()-6 j (.5) H Z G (.6) Im, R ε an R Im an ) ( Im R ) ( (.7) (.)

7 F()-7 η (mpul) (.7) (.8) () ϖ ϖ d d Z (.9) (.9) (.7) (.6)(.7) K K G (.) () ()

8 (.5)a: b: d d d d ( m a) b ρg ρg η () ρg G η m a b ρg G ζ ζ {( ) ζ} {( ) jζ}( { ) ζ} ζ (.) ζ ζ ζ ζ ζ R ζ, Im ( ) ( ζ) ( ) R Im ε an Im an R ( ζ) ζ ( ) ( ζ) (.). gan. ζ. ζ. ζ.5 ζ 9 pha././././. dcad -9 ζ. ζ.5 ζ ζ..././././ /. / 9 ζ / 8 / -8 F()-8

9 ().4m.m.5m m 5kg () PC. PC (3) PC 5 Excl F()-9

10 [vol].75 m a[vol] (Vol)(Vol) m b [vol]. m b [vol].75m a [vol].75 η () a b [ m] (.3) [m][m] Excl.3 F()-

11 (.5 ) () co n F f () a f ()( co n) B f () cod f () B f cod f nd nd d (.4) < B f cod f nd n( ) B f cod f co( j ) f nd f n( j ) n j n j j j (.5) (.6) x y y y x x n n ydx x y x x y y y y y yn- yn xn- xn x x F()-

12 4 (rad/).5,.,., 3., 4.5, 6., 7., 9.,,, 4, 6, 8, η, B H B. H.... F()-

13 Z G (.7) H Ζ... G. F()-8 (.) G ( ) (.8) ζ ζ 6, ξ. 5 ζ 8 (.9) b ξ m a ρg ρg ( m a) (.9) ()a b a ρg m 9.8 (.4.) (.3) b ζ ρg m a F()-3

実験Ⅲ 課題Ｆ２抵抗の少ない船型の製作１実験概要船が水上を航走する場合船体には船の速度船速に応じて抵抗が発生するこの抵抗が大きいとプロペラ推進器の推力も大きくする必要がありエンジン主機馬力が大きくなってより多くの燃料が必要に排出量も少なくなり環なる逆に船体抵抗が少ないと燃費が良く経済性に優れる他エンジンの境保全にも役立つ１形状と流体抵抗の性質

14 実験Ⅲ 課題Ｆ２抵抗の少ない船型の製作１実験概要船が水上を航走する場合船体には船の速度船速に応じて抵抗が発生するこの抵抗が大きいとプロペラ推進器の推力も大きくする必要がありエンジン主機馬力が大きくなってより多くの燃料が必要に排出量も少なくなり環なる逆に船体抵抗が少ないと燃費が良く経済性に優れる他エンジンの境保全にも役立つ１形状と流体抵抗の性質宇宙のような真空中を移動する人工衛星や宇宙スでは物体に働く抵抗物体の移テーション図動を止めようとする力はほとんど無くその形状は構造的な要件で決まり制約をほとんど受けない音速の数十倍で飛行する人工衛星がキャシャな太陽電池パネルを大きく広げられるのもこうした理由によるしかし大気圏の中では空気あるいは海の中では水という流体が存在しこれが物体に大きな力を与えることになる国際宇宙ステーション宇宙航空研究開発機構(JX より) 図流体が物体に働く力は流体の密度単位体積あたりの質量物体の面積物体の移動速度の２乗に比例する他その形状に大きく依存することが知られて倍もあるので形状いる水の密度は空気の約倍の力を受けることになりその分が同じなら物体の速度が遅くなるちなみに時速で飛行する旅客機がもし水の中を潜水艦のように動け剥離渦流れ負の圧力後ろ向きの力たとするとその速度はになりおよそ時速ノットといった普通の貨物船くらいの速さになるしたがって海の中を行動する海洋生物はもちろん水上を航行する船もこの力ができるだけ小さくしたがってエネルギーも少なくなるよう形状が工夫されていると言える速く移動して獲物を捕獲するあるいは捕獲から逃に示すように魚体の形状げる魚にとっては図のように流体の流れに沿ができるだけ流線型図った形状で抵抗が少ないであることが必要になる制限資料渦円断面の抵抗流れ流線型の抵抗図図魚の形状このマークが付してある著作物は第三者が有する著作物ですので同著作物の再利用同著作物の二次的著作物の創作等については著作権者より直接使用許諾を得る必要があります形状の違いによる抵抗

15 ) () () ()()() R f C f ν ) V R R C ( R ρ ) SV f f (.) VL R ν S: [m ], V: [m/], ρ: (kg/m 3 ) C p ρ R p C p S pv (.) S p : [m ] R C g V Fn R C ( F ρ ) SV n (.3) V F n Lg (.8kg).8m/.4 F()-

16 .4m.m.4m.m.m () kg.m 3 (4cmcm.5cm) () 5cm.8kg ()() W ( BM nφ BG nφ) W ( GM )nφ GM> B I BB' B BM V nφ d W B φ M W G G B K φ F()-3

17 SI () () kg () (3) (4) 9 (5) (6) ( : L) S (.4). (m) (m) (m) (kg) (m ) (m) F()-4

18 .8kg H9 F()-5

19 (3) ().8[m/].8kg PC Na(vol) (Vol) c(vol) N b(vol) 3. (N) a,b c b R ( 9. 8) [ N] (3.) a b F(3)-

20 () () (3) (4) (4) (5) (6) 3. **, ** [N] b 3,,** (9.8)[N] a () (N) :ν.35-6 ρ (m).4 SV m3).6 [m/] [N] NO V vol R C.4 c c c c c C Fn 3.3 F(3)-

21 () R f C f V R R R C ( R ρ ) SV f f (3.) VL R S: [m ], V: [m/], ρ: [kg/m 3 ] ν R p C p R C ρ SV p p (3.3) R C g V F n F n R C ( F ρ ) SV n (3.4) V F n Lg C R R R R (3.5) f p ρ SV (3.)(3.3) 3.4 C C ( R ) C C ( F ) f p (3.6) n C(Fn) Cp Cf(R) R C (3.5). 3.4 Fn F(3)-3

22 () R C ( C p )( C ) C r. 6 C f.463( log R ) (3.7) VL R V R ν () C p (F n <.)(Fn<.) ( C p C ) C p C C C (3.8) p ( f ) Fn<. C (3) C C (3.7)(3.8) C F n **, ** 3,* () (m).4 m3) (3.7) (3.7) (3.8) (m/) (N) No. V R C Fn R* -6 Cf Cp C F(3)-4

23 3m C C ( R ) C C ( F ) (3.9) f p n 3.5 C C C(Fn) Cp Cf(R) Fn().. Fn() 3.5 R 3m (ρ/)sv 5 ρ R C SV (3.) S S L L (3.) / V Fn L g (3.) EHP EHP R (kw) (3.3) V (kno) kno85m/36c.544m/ 3.6 F(3)-5

24 3.3 3 m 384 m (3.7) (3.6) (3.9) (m/) (kno) NO Fn V R -6 Cf Cp C C EHP(kW) F(3)-6

25 m EHP SI (W)(.735 ) BHP(Brak Hor Por) % 35~5% BHP η η P η H EHP η : (.97) η : (.5~.65) η : (.~.) BHP ()() HP DHP EHP V () () BHP η DHP ηo HP (η h η r ) BHP EHP.5 89kW(, ) F(3)-7

26 [kg/m 3 ] ρ ρ ρ ν([m /] 6 6 ) 5 ρ 5. [kg/m 3 ] ν [m /] F(3)-8

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