カエルの飛び込みにともなう水しぶき形成と音の発生

青蛙潜水时形成水雾并发出声音

• 批准号: 21656055
• 负责人: 望月 修
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656055/
• 关键词: カエル; 水飛沫; 水流音; 親水性; 衝突; 気泡; 衝突速度; 水しぶき

物体が水面に衝突する際,水しぶきが上がり,バシャン,ピチャンといった音がすることは身近によく経験する.本研究の工学的目標は生物に見習って(バイオミメティクス)このような水しぶきの飛散を低減すること,生活騒音を低減することである.模型を用いて,先頭形状,後尾形状,表面性状(親水性,疎水性など)の水しぶきおよび発生音に対する影響をレイノルズ数,ウェーバー数,フルード数を系統的に変えて、高速度カメラを用いた計測・観測を行うことによって調べた.高分子ゲル表面上の速度分布計測(PIV法)を行い,水流と壁面材質の干渉を調べた結果、高分子ゲルでも膨潤度が高いとスリップ速度が大きくなることがわかった.すなわち,突入物体表面上の水膜流の速度が速くなるのでスプラッシュを飛ばし易くなる.このことは本研究によって初めて明らかになったことであり,予想と全く逆の結果であった.気泡の取り込みに関しては,物体の突入速度によって,3通りに分類できることを明らかにした.その結果,発生する音も3通りあることがわかる.すなわち,水の音は気泡の音であるから,音の発生は気泡の取り込まれ方に依存する.親水性の表面であると,物体が水中に空気柱を作りやすくなり,それが細かくちぎれることによって,多くの気泡が水中に取り込まれる.先頭形状および後尾形状として半球,円柱,円錐,頭を切った円錐,回転放物体,流線型物体の組み合わせを試した結果,先頭形状は細かな水滴状の飛沫の形成に影響し,後方形状は水中に形成される空気柱のちぎれ,すなわち,気泡形成に影響することを明らかにした.

When an object collides with the water surface, the water surface is close to the water surface. The purpose of this study is to reduce the scattering of water and the sound of life. Model application, leading shape, trailing shape, surface properties (hydrophilicity, water resistance), water resistance, and noise generation effects, system changes, high velocity, measurement, measurement, and adjustment. Measurement of velocity distribution on polymer surface (PIV method), water flow and wall surface material dryness adjustment results, polymer swelling degree is high, velocity is high, water flow is high. The velocity of the water film penetrating the surface of an object is very fast and easy to fly. This study was conducted in the early stages of the study. The object's speed of penetration is determined by three different categories. As a result, the sound of the sound is generated. The sound of water bubbles is dependent on the sound of water bubbles. Hydrophilicity of the surface, objects in the water in the air column as a result of this, there are fine particles in the water, there are many bubbles in the water. As a result, the leading shape influences the formation of fine droplets, and the trailing shape influences the formation of air columns, air bubbles, and air bubbles in water.

项目成果

物体の先頭形状が及ぼすスプラッシュ形成への影響

物体的主导形状对飞溅形成的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 窪田佳寛;望月修
• 通讯作者: 望月修

物体衝突によるスプラッシュの形成

由于物体碰撞而形成飞溅

• 发表时间: 2009
• 作者: 窪田佳寛;望月修
• 通讯作者: 望月修

カエル皮膚表面上の流れ

青蛙皮肤表面的流动

• 发表时间: 2010
• 作者: 菊地謙次;住田庸亮;望月修;津田健治;T.Matsumoto;菊地謙次,望月修
• 通讯作者: 菊地謙次,望月修

Splash generated by a body plunging into water

身体掉入水中时产生的水花

• 发表时间: 2009
• 作者: 窪田佳寛;望月修
• 通讯作者: 望月修

Splash Formation by a Spherical Body Plunging into Water

• DOI: 10.1007/bf03181877
• 发表时间: 2009-10-01
• 期刊: JOURNAL OF VISUALIZATION
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kubota, Y.;Mochizuki, O.
• 通讯作者: Mochizuki, O.