JP2000314408A - Drag force reducer for object - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、流体中を相対移
動する物体に生じる流体抵抗を低減することができる、
同物体の流体抵抗低減装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can reduce fluid resistance generated on an object moving relatively in a fluid.
The present invention relates to a fluid resistance reducing device for the same object.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の物体、たとえば、ゴルフクラブの
シャフトは、その表面が円柱滑面となっている。また橋
梁の懸垂ロープは、その表面が乱流遷移促進用の微小な
突起を設けた円柱滑面となっている。さらに、断面形状
が四角形で代表されるような絶壁状の面を有する、いわ
ゆるブラフ(Bluff)な形状の物体、たとえば、ゴ
ルフクラブのヘッドは、打球面が平滑面となっている。2. Description of the Related Art A conventional object such as a golf club shaft has a cylindrical smooth surface. The suspension rope of the bridge has a cylindrical smooth surface provided with minute projections for promoting turbulent flow transition. Further, a so-called bluff-shaped object having a cliff-like surface whose cross-sectional shape is represented by a quadrangle, for example, a golf club head has a smooth hitting surface.
【0003】しかし、このような形状のシャフトや懸垂
ロープやヘッドでは、空気(流体)の中に、ある範囲の
相対移動速度をもって置かれた場合、円柱滑面や平滑面
での流体の速度分布に関するすべり無し流れを充分に回
避できず、これがシャフトや懸垂ロープやヘッドの流体
抵抗を大きくする原因となっていた。However, with a shaft, a hanging rope, or a head having such a shape, the velocity distribution of a fluid on a cylindrical smooth surface or a smooth surface when placed in air (fluid) at a certain relative moving speed. The non-slip flow cannot be sufficiently avoided, which causes the shaft, the suspension rope and the head to increase the fluid resistance.
【0004】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、物体の表面形状を、流体
の剥離点の流体下流側への移動を可能にするとともに、
同物体の表面に沿って流れる流体の速度分布がすべり無
し流れの条件を満足しない形状とすることにより、流体
抵抗を低減することができる、物体の流体抵抗低減装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a conventional problem. The object of the present invention is to change the surface shape of an object so that a separation point of a fluid can be moved downstream of the fluid.
An object of the present invention is to provide a device for reducing fluid resistance of an object, which can reduce fluid resistance by forming a shape in which a velocity distribution of a fluid flowing along the surface of the object does not satisfy a condition of a non-slip flow. .
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段及び作用】物体Bの表面S
に生じる流体摩擦抵抗は、図1に示すように、流体の流
れ方向(x)の速度分布(u)の物体Bの表面S上にお
ける鉛直方向(у)の一次勾配(du/dy)(正、
0、負の値のいずれもとり得る)に流体の粘性係数
(μ)を乗じたもので定義され、下式で示すように、摩
擦応力(τ)に比例する。The surface S of an object B
As shown in FIG. 1, the fluid frictional resistance caused by the linear gradient (du / dy) (positive) of the velocity distribution (u) in the fluid flow direction (x) on the surface S of the object B in the vertical direction (у) ,
0, which can be any negative value) multiplied by the viscosity coefficient (μ) of the fluid, and is proportional to the frictional stress (τ) as shown in the following equation.
【0006】[0006]
【数1】 したがって、一次勾配(du/dy)の絶対値を低減す
るか、あるいはその符号を図1に示す通常の正の状態か
ら負の状態に転換できれば、流体摩擦抵抗が低下する。(Equation 1) Therefore, if the absolute value of the primary gradient (du / dy) is reduced or its sign can be changed from the normal positive state shown in FIG. 1 to the negative state, the fluid frictional resistance decreases.
【0007】そのためには、物体Bの表面S近傍での速
度成分の差を0に近づけるか、あるいは物体Bの表面に
流体の逆流を生じさせて一次勾配(du/dy)の符号
を負にすればよい。For this purpose, the difference between the velocity components near the surface S of the object B is made closer to 0, or a reverse flow of the fluid is generated on the surface of the object B to make the sign of the primary gradient (du / dy) negative. do it.
【0008】そこで、この発明においては、図2に示す
ように、物体Bの表面Sにそって移動する流体を導入し
てその移動方向へ回転させる凹み(Dent)Dを、物
体Bの表面Sに設けた。Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 2, a dent (Dent) D for introducing a fluid moving along the surface S of the object B and rotating the fluid in the moving direction is formed in the surface S of the object B. Provided.
【0009】このようにすれば、図2に示すように、凹
みDの中では、流体がその流れ方向へ回転することで、
逆流Rが生じ、流体の流れ方向の速度成分の一次勾配の
符号が負となる。また、凹みDの領域における流体の速
度成分の一次勾配の絶対値を低減することができる。そ
の結果、物体の表面に「すべり流れ」が起きる。In this way, as shown in FIG. 2, in the recess D, the fluid rotates in the flow direction,
The backflow R occurs, and the sign of the primary gradient of the velocity component in the flow direction of the fluid becomes negative. Further, the absolute value of the primary gradient of the velocity component of the fluid in the region of the depression D can be reduced. As a result, "slip flow" occurs on the surface of the object.
【0010】凹みDは、図2では断面形状がU字形であ
るが、図3のように断面形状がL字形であっても、同じ
理由で「すべり流れ」が起きる。Although the recess D has a U-shaped cross section in FIG. 2, even if the cross section is L-shaped as shown in FIG. 3, "slip flow" occurs for the same reason.
【0011】このように、凹みDにより物体Bの表面で
「すべり流れ」が起きると、図4に示すように、凹みの
ない物体Bの流体上流側にある剥離点Qが、図5及び図
6に示すように、流体下流側に移動する。As described above, when the "slip flow" occurs on the surface of the object B due to the dent D, as shown in FIG. 4, the separation point Q on the fluid upstream side of the object B having no dent is changed as shown in FIGS. As shown in FIG. 6, the fluid moves downstream.
【0012】その結果、物体Bの下流幅W1 (図5、図
6)が、凹みDを設けない物体BのそれW2 (図4)よ
り小さくなり、剥離点Qでできた流体の渦流が物体Bか
ら離れた下流側へ押しやられ、物体Bの下流端側のベー
ス領域Kにおける圧力が上昇する。それと同時に、物体
Bの下流端側における流体の流れに乱れが生じなくな
る。このため、物体Bの圧力抵抗が低下する。[0012] As a result, the downstream width W 1 of the object B (FIG. 5, FIG. 6), recess it W 2 smaller than (FIG. 4) of the object B without the D, vortex fluid made of separation point Q Is pushed downstream away from the object B, and the pressure in the base region K on the downstream end side of the object B increases. At the same time, turbulence does not occur in the fluid flow on the downstream end side of the object B. Therefore, the pressure resistance of the object B decreases.
【0013】また、図4に示す、凹みDを設けない物体
Bのよどみ点Yの圧力は、高くなるが、凹みDが、図5
のように、よどみ線L上にきたときは、よどみ点Yにお
けるよどみ圧が下がり、物体Bに生じる圧力抵抗が低下
する。Further, the pressure at the stagnation point Y of the object B without the dent D shown in FIG.
, The stagnation pressure at the stagnation point Y decreases, and the pressure resistance generated on the object B decreases.
【0014】この発明における凹みDは、物体の表面全
体に、あるいは部分的に設ける。また、長いものを連続
的に設けることもできるし、短いものを断続的に設ける
こともできるし、長いものと短いものを任意に組み合わ
せて設けることもできる。The depression D in the present invention is provided on the entire surface of the object or partially. In addition, long ones can be provided continuously, short ones can be provided intermittently, and long ones and short ones can be provided in any combination.
【0015】凹みDの断面形状は、上述の流体摩擦抵抗
を低減できる形状、すなわち、物体の表面に沿って流れ
る流体の速度がすべり無し流れの条件を満足しない形状
であれば、その態様は問わない。凹みDの代表的な断面
形状は、例示すれば、図7から図15に示すような形状
である。図中、矢印は流体の流れ方向を示す。流体は、
物体の表面と平行に流れる場合もあり、同表面に対し斜
めに(交差方向)流れる場合もあり、同表面と直行する
方向に流れる場合もある。The shape of the cross section of the recess D is not limited as long as the shape can reduce the above-mentioned fluid frictional resistance, that is, the shape of the fluid flowing along the surface of the object does not satisfy the condition of non-slip flow. Absent. A typical sectional shape of the dent D is, for example, a shape as shown in FIGS. 7 to 15. In the figure, arrows indicate the flow direction of the fluid. The fluid is
It may flow in parallel to the surface of the object, flow obliquely to (intersecting with) the surface, or flow in a direction perpendicular to the surface.
【0016】図7の凹みD1 は断面長方形のものであ
り、図8の凹みD2 は流体の上流側と下流側にひさしH
2 を設けた断面長方形のものである。図9の凹みD3 は
底面と側面の間に湾曲面を設けた断面U字形のものであ
る。図10の凹みD4 は断面長円形のものであり、図1
1の凹みD5 は断面円形のものである。図12〜図15
の凹みD6 は、いずれも断面L字形のものである。The recess D 1 in FIG. 7 has a rectangular cross section, and the recess D 2 in FIG. 8 has eaves H on the upstream and downstream sides of the fluid.
It is a rectangular section with 2 provided. Dent D in FIG 9 3 is of U-shaped cross section having a curved surface between the bottom and sides. The dent D 4 in FIG. 10 is oval in cross section, and FIG.
1 of recess D 5 is of circular cross-section. 12 to 15
Dent D 6 of both is of L-shaped cross section.
【0017】この発明に言う物体Bは、柱状のもの、棒
状のもの、球状のもの、楕円球状のもの、板状のもの、
立方体状のもの、直方体状のものなど各様のものが含ま
れる。The object B referred to in the present invention is a pillar-shaped object, a rod-shaped object, a spherical object, an elliptical spherical object, a plate-shaped object,
Various things, such as a cubic thing and a rectangular parallelepiped thing, are included.
【0018】凹みD1 〜D6 を設ける物体Bの表面は、
滑面であってもよいし、粗面であってもよいし、凹凸が
あってもよい。The surface of the object B provided with the depressions D 1 to D 6 is:
The surface may be smooth, may be rough, or may have irregularities.
【0019】物体Bは剛体でもよいし、軟体でもよい
し、弾性体でも良い。凹みD1 〜D6を設けることがで
きるものであれば、その種類を問わない。The object B may be a rigid body, a soft body, or an elastic body. Any type can be used as long as the depressions D 1 to D 6 can be provided.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】(実施例1)図16は、実施例1
のシャフトS1 の側面図で、後述する溝2の表示を省略
して示した図である。(Embodiment 1) FIG. 16 shows Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the shaft S1 of FIG. 1 , omitting a display of a groove 2 described later.
【0021】シャフトS1 の長さは、1170mm、先端
部Eの外径r1 は9.3mmφ、基端部Gの外径r2 は1
5.8mmφ、先端部Eから900mmの位置である中間部
Fの外径r3 は15.15mmφである。中間部Fから先
端部Eまでの範囲は、後述する回転トルク試験機による
回転トルクの測定範囲である。The length of the shaft S 1 is 1170 mm, the outer diameter r 1 of the distal end E is 9.3 mmφ, and the outer diameter r 2 of the proximal end G is 1
The outer diameter r 3 of the intermediate portion F, which is 5.8 mmφ and located 900 mm from the tip end E, is 15.15 mmφ. The range from the intermediate portion F to the distal end portion E is a measurement range of the rotational torque by a rotational torque tester described later.
【0022】図17は、図16のH−H断面を拡大して
示した図で、H−H断面は、シャフトS1 の先端部Eか
ら320mmの位置(以下、H位置という。)にある。FIG. 17 is a view showing an enlarged H-H cross section in FIG. 16, H-H cross section, the position of 320mm from the front end portion E of shaft S 1 in (hereinafter, referred to as H position.) .
【0023】図17に示すように、シャフトS1 は、比
較例として挙げた図19に示す断面形状が円形で肉圧が
0.8mmの従来形のシャフトS0 に相当するシャフト本
体1の表面に、長さ方向に伸びる11本の真直ぐな凸条
3を同一の中心角間隔で一体に設けることによって、各
凸条3の間に11体の溝2を設けた形状になっている。As shown in FIG. 17, the shaft S 1 has the surface of the shaft main body 1 corresponding to the conventional shaft S 0 having a circular cross section and a wall thickness of 0.8 mm shown in FIG. 19 as a comparative example. In addition, eleven straight ridges 3 extending in the length direction are integrally provided at the same center angle interval, so that eleven grooves 2 are provided between the ridges 3.
【0024】H位置における溝2の幅は1.2mm、深さ
は0.4mmであり、溝2の断面形状はほぼ四角形であ
る。凸条3の断面形状は四角形で、出隅部の角度はほぼ
直角である。したがって、シャフトS1 の外径は、シャ
フトS0 との比較でいえば、凸部3の高さ分だけシャフ
トS0 より大きい。The groove 2 at the H position has a width of 1.2 mm and a depth of 0.4 mm, and the cross-sectional shape of the groove 2 is substantially square. The cross-sectional shape of the ridge 3 is quadrangular, and the angle of the protruding corner is almost a right angle. Therefore, the outer diameter of the shaft S 1, speaking in comparison to the shaft S 0, by the height greater than the shaft S 0 of the convex portion 3.
【0025】シャフトS1 は、炭素繊維とエポキシ樹脂
の成形体で作った、いわゆるカーボンシャフトで重量は
65gである。The shaft S 1 is a so-called carbon shaft made of a molded product of carbon fiber and epoxy resin, and weighs 65 g.
【0026】(実施例2)図18は、実施例2のシャフ
トS2 の断面図で、図17に対応する図である。シャフ
トS2 の長さは1170mmで、図18はこれを前述した
H位置に相当する部位で切断して拡大して示した図であ
る。[0026] (Embodiment 2) FIG. 18 is a sectional view of a shaft S 2 of Example 2, is a view corresponding to FIG. 17. Length of the shaft S 2 is 1170 mm, Fig. 18 is an enlarged view showing by cutting at a site corresponding to H position above it.
【0027】このシャフトS2 は、図19に示す従来形
のシャフトS0 に相当するシャフト本体1の表面に、長
さ方向に伸びる4本の真直ぐな凸条4を同一の中心角間
隔で一体に設けることによって、各凸状4の間に溝5を
全部で3本設けた形状になっている。The shaft S 2 has four straight ridges 4 extending in the longitudinal direction at the same center angle interval on the surface of the shaft body 1 corresponding to the conventional shaft S 0 shown in FIG. In this case, a total of three grooves 5 are provided between the projections 4.
【0028】シャフトS2 は、上記H位置に相当する部
位における断面部分(図18)で見れば、外径10.0
mmφのシャフト本体1の表面に、4本の凸条4を、シャ
フトS2 の中心角90度の範囲に、1.2mm間隔で設け
た形状になっている。凸条4の断面形状は四角形で、出
隅部の角度はほぼ直角である。H位置における凸条4の
幅は1.0mm、高さは0.4mmであり、溝5の幅は1.
2mm、深さは0.4mmである。The shaft S 2 has an outer diameter of 10.0 when viewed in a cross-sectional portion (FIG. 18) at a position corresponding to the H position.
the shaft body 1 in the surface of the mm [phi], 4 pieces of the protrusions 4, the range of center angle 90 degrees of the shaft S 2, has a shape which is provided at 1.2mm intervals. The cross-sectional shape of the ridge 4 is quadrangular, and the angle of the protruding corner is almost right. The width of the ridge 4 at the H position is 1.0 mm, the height is 0.4 mm, and the width of the groove 5 is 1.
2 mm, depth 0.4 mm.
【0029】シャフトS2 は、シャフトS1 と同じカー
ボンシャフトで、重量は62gである。The shaft S 2 is the same carbon shaft as the shaft S 1 and weighs 62 g.
【0030】(比較例)図19は断面が円形の従来形の
シャフトS0 で、実施例1,2のシャフトS1,S2 の
比較例として挙げたものである。すなわち、シャフトS
1 ,S2 の空気抵抗がどの程度向上するかを比較するた
めに挙げたものである。(Comparative Example) FIG. 19 shows a conventional shaft S 0 having a circular cross section, which is a comparative example of the shafts S 1 and S 2 of the first and second embodiments. That is, the shaft S
1, those listed in order to compare whether the air resistance of S 2 is how improved.
【0031】このシャフトS0 は、長さはシャフト
S1 ,S2 と同じ1170mmである。図16を引用して
言えば、先端部Eの外径r1 は、8.5mmφ、基端部G
の外径r 2 は15.0mmφ、先端部Eから900mmの位
置である中間部Fの外径r3 は14.35mmφ、肉厚は
0.8mmである。This shaft S0Is the length of the shaft
S1, STwo1170 mm, which is the same as Referring to FIG.
In other words, the outer diameter r of the tip E1Is 8.5mmφ, base end G
Outer diameter r TwoIs 15.0mmφ, 900mm from tip E
Outer diameter r of the intermediate portion FThreeIs 14.35mmφ, and the wall thickness is
0.8 mm.
【0032】図20は、実施例1,2のシャフトS1 ,
S2 の回転トルク(空気抵抗)を比較例のシャフトS0
のそれと比較して示したグラフである。FIG. 20 shows the shafts S 1 and S 1 of the first and second embodiments.
Shaft S 0 of the comparative example the rotational torque of the S 2 (air resistance)
3 is a graph shown in comparison with that of FIG.
【0033】各シャフトS0 ,S1 ,S2 の回転トルク
(空気抵抗)は、図21に示す回転トルク試験機によっ
て測定した。すなわち、同図に示すように、モータ21
で駆動する回転軸22に垂直に取り付けた回転アーム2
3にシャフトS0 ,S1 ,S 2 を個別に装着し、各シャ
フトの回転数に対する回転トルク(kg・m)を、トル
ク計24で測定した。測定範囲は、シャフトの回転中心
から691mm〜1591mmの範囲、すなわち、シャフト
の先端部Eから中間部Fまでの900mmの範囲である。
シャフトS0 ,S1 ,S2 の回転方向は、図17〜19
に矢印で示す方向である。なお、測定時のレイノルズ数
は、104 の範囲である。Each shaft S0, S1, STwoRotating torque
(Air resistance) was measured by the rotational torque tester shown in FIG.
Measured. That is, as shown in FIG.
Arm 2 vertically attached to a rotating shaft 22 driven by
Shaft S for 30, S1 , S TwoAre installed separately and each chassis is
The rotational torque (kg · m) with respect to the
It was measured with a total meter 24. The measurement range is the rotation center of the shaft.
From 691mm to 1591mm, ie the shaft
The range from the tip E to the middle F is 900 mm.
Shaft S0, S1, STwoThe rotation direction of
In the direction indicated by the arrow. The Reynolds number at the time of measurement
Is 10FourRange.
【0034】図20から明らかなように、実施例1のシ
ャフトS1 の回転トルク(空気抵抗)は、従来形のシャ
フトS0 のそれより、先端速度40mにおいて、約20
%小さくなる。また、実施例2のシャフトS2 も、同様
に、約20%小さくなる。As is apparent from FIG. 20, the rotational torque (air resistance) of the shaft S 1 of the first embodiment is about 20 times smaller than that of the conventional shaft S 0 at a tip speed of 40 m.
% Smaller. Also, the shaft S2 of the second embodiment is similarly reduced by about 20%.
【0035】上述のように、実施例1,2のシャフトS
1 ,S2 は、シャフトの空気抵抗が小さくなるので、こ
れを使用したゴルフクラブは、シャフト以外の他の条件
を同一にした場合、従来のゴルフクラブより速く振るこ
とができる。速く振れるので、ヘッドスピードが速くな
り、従来形のシャフトを使用したゴルフクラブより、ボ
ールの飛距離が伸びる。As described above, the shaft S of the first and second embodiments is used.
1, S 2, since the air resistance of the shaft is reduced, the golf club using this, when the same other conditions other than the shaft can be swung faster than conventional golf club. Since the swing is faster, the head speed is faster, and the flight distance of the ball is longer than that of a golf club using a conventional shaft.
【0036】図示しないが、実施例1,2の溝2,5に
代えて、例えば、幅1.2mm、深さ0.5mmの凸条をシ
ャフトの全表面に螺旋状に設けても作用効果は、実施例
1,2のそれと同じである。Although not shown, instead of the grooves 2 and 5 of the first and second embodiments, for example, a ridge having a width of 1.2 mm and a depth of 0.5 mm may be spirally provided on the entire surface of the shaft. Is the same as that of the first and second embodiments.
【0037】(実施例3)図22は、直径(R)90m
m、長さ(L)50mmの円柱体E(図示せず)の円形稜
部を階段状に切除して、同稜部に断面L字形の環状の凹
み6を設けた物体B 1 をその中心軸線C方向に流れる流
体7の流れの中に置いたときの、同物体B1の周囲に発
生する流体7の挙動を実測に基づいて模式的に示したも
のである。図中、矢印Xは流体の流れ方向を示す。(Embodiment 3) FIG. 22 shows a case where the diameter (R) is 90 m.
m, circular edge of cylindrical body E (not shown) with length (L) of 50 mm
Part is cut out stepwise, and the ridge is an annular recess with an L-shaped cross section.
Object B provided with only 6 1Flows in the direction of its central axis C.
Same object B when placed in the flow of body 71Departs around
The behavior of the generated fluid 7 is schematically shown based on actual measurement.
It is. In the figure, the arrow X indicates the flow direction of the fluid.
【0038】上記凹み6は、断面L字形の溝で、この溝
を形成する壁面の幅は直径(R)の5%、すなわち4.
5mmである。The recess 6 is a groove having an L-shaped cross section. The width of the wall surface forming the groove is 5% of the diameter (R), that is, 4.
5 mm.
【0039】この模式図の下側のグラフは、物体B1 の
中心軸線C上に発生した圧力分布を示したものである。
この圧力分布において物体背後のベース面Kでの圧力値
が低いほど圧力抵抗は大となる。The lower graph of this schematic diagram shows the pressure distribution generated on the center axis of the object B 1 C.
In this pressure distribution, the lower the pressure value on the base surface K behind the object, the greater the pressure resistance.
【0040】グラフ中、実線は上記物体B1 の流体抵抗
を示し、破線は比較のために、凹み6を形成しない上記
円柱体Eの圧力分布を示したものである。[0040] In the graph, the solid line indicates the flow resistance of the object B 1, dashed line for comparison, does not form a recess 6 shows the pressure distribution of the cylinder E.
【0041】圧力分布の測定は、下記の要領で行った。The pressure distribution was measured in the following manner.
【0042】すなわち、流体の運動を記述できるナビエ
・ストークス方程式を差分法によって離散方程式に変換
し、その数値解をコンピュータで算出することで上記圧
力分布を測定した。That is, the Navier-Stokes equation capable of describing the motion of a fluid was converted into a discrete equation by a difference method, and the numerical solution was calculated by a computer to measure the pressure distribution.
【0043】図22から明らかなように、物体B1 の表
面を流れる流体7の剥離点Qが流体の下流側にあり、剥
離点Qでできた流体の渦流8が物体Bから遠く離れた下
流側へ押しやられている。As is apparent from FIG. 22, the separation point Q of the fluid 7 flowing on the surface of the object B 1 is on the downstream side of the fluid, and the vortex 8 of the fluid formed at the separation point Q is located on the downstream side far from the object B. Pushed to the side.
【0044】その結果、グラフから明らかなように、物
体B1 の流体抵抗は、比較例として挙げた円柱体Eのそ
れより小さく、物体前面でのよどみ圧のかかる面積の減
少分を加えて、約20%軽減されていることが判る。As a result, as is clear from the graph, the fluid resistance of the object B 1 is smaller than that of the cylindrical body E as a comparative example, and the addition of the decrease in the area where the stagnation pressure is applied on the front surface of the object B 1 It can be seen that it has been reduced by about 20%.
【0045】図23〜図28に示す実施例4〜9の物体
B2 〜B7 についても、物体B1 の場合と同じ要領で流
体抵抗を測定した。各図中、矢印Xは流体の流れ方向
を、Cは各物体B2 〜B7 の中心軸線を、それぞれ示
す。With respect to the objects B 2 to B 7 of Examples 4 to 9 shown in FIGS. 23 to 28, the fluid resistance was measured in the same manner as in the case of the object B 1 . In each figure, an arrow X is the flow direction of the fluid, C is the center axis of each object B 2 .about.B 7, respectively.
【0046】(実施例4)図23の物体B2 は、円板の
周縁稜部に断面L字形をした環状の凹み9を設けたもの
である。流体抵抗の低減率は、流体7の流れ方向に対す
る傾斜角によって異なる。傾斜角ゼロの場合は約35%
(同図(a))、15°の場合は約19%(同図
(b))、30°の場合は約16%(同図(c))であ
った。(Embodiment 4) The object B 2 in FIG. 23 has an annular recess 9 having an L-shaped cross section at the peripheral edge of a disk. The reduction rate of the fluid resistance differs depending on the inclination angle of the fluid 7 with respect to the flow direction. Approx. 35% for zero tilt angle
(FIG. 9A), about 15% at 15 ° (FIG. 9B), and about 30% at about 16% (FIG. 9C).
【0047】(実施例5)図24の物体B3 は、前後両
端が平面となっている流線形の円柱体に断面L字形の環
状の凹み10を設けたものである。流体抵抗の低減率は
約55%であった。(Embodiment 5) The object B 3 in FIG. 24 is a streamlined cylindrical body having flat front and rear ends and provided with an annular recess 10 having an L-shaped cross section. The reduction rate of the fluid resistance was about 55%.
【0048】(実施例6)図25の物体B4 は、周面が
円弧面となっている円板11に円板12を取り付けた形
状のもので、両板11,12によって形成される断面階
段状の環状凹み13を設けたものである。流体抵抗の低
減率は約30%であった。(Embodiment 6) The object B 4 shown in FIG. 25 has a shape in which a disk 12 is attached to a disk 11 having a circular arc surface, and a cross section formed by the two plates 11 and 12. Stepped annular recess 13 is provided. The reduction rate of the fluid resistance was about 30%.
【0049】(実施例7)図26の物体B5 は、円筒体
の周縁稜部に断面L字形をした環状の凹み14を設けた
ものである。流体抵抗の低減率は約40%であった。The object B 5 (Example 7) FIG. 26 is obtained by providing an annular recess 14 in which the L-shaped cross section on the peripheral edge portion of the cylindrical body. The reduction rate of the fluid resistance was about 40%.
【0050】(実施例8)図27の物体B6 は、円板に
円筒体を取り付けた形状のもので、両者によって形成さ
れる断面階段状の環状凹み15を設けたものである。流
体抵抗の低減率は約28%であった。(Embodiment 8) The object B 6 shown in FIG. 27 has a shape in which a cylindrical body is attached to a disk, and is provided with an annular recess 15 having a stepped cross section formed by the both. The reduction rate of the fluid resistance was about 28%.
【0051】(実施例9)図28の物体B7 は、半球体
の表面に断面L字形をした環状の凹み16を設けたもの
である。流体抵抗の低減率は約5%であった。(Embodiment 9) The object B 7 in FIG. 28 has a hemispherical surface provided with an annular recess 16 having an L-shaped cross section. The reduction rate of the fluid resistance was about 5%.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、物体の表面に、流体のすべり流れを起こす凹みを設
けたから、物体に生じる流体抵抗、すなわち、流体摩擦
抵抗と圧力抵抗を効果的に低減することができる。した
がって、この発明によれば、ゴルフクラブのシャフト、
橋梁の懸垂ロープ、ヨットの帆の張り線、電線ケーブ
ル、パンタグラフの支柱、ゴルフクラブのヘッドなどに
生じる流体摩擦抵抗と圧力抵抗を低減することができ
る。As described above, according to the present invention, since the surface of the object is provided with the recess for causing the slip flow of the fluid, the fluid resistance generated in the object, that is, the fluid frictional resistance and the pressure resistance are effectively reduced. Can be reduced. Therefore, according to the present invention, a golf club shaft,
Fluid friction resistance and pressure resistance generated in suspension ropes of bridges, yacht sails, electric cables, pantograph columns, golf club heads, and the like can be reduced.
【図1】 物体の表面近傍に発生する流体の速度分布形
状を示す図FIG. 1 is a diagram showing a velocity distribution shape of a fluid generated near a surface of an object.
【図2】 物体の表面に設けた凹みとその近傍に発生す
る流体の速度分布形状を示す図FIG. 2 is a diagram showing a dent provided on a surface of an object and a velocity distribution shape of a fluid generated near the dent.
【図3】 物体の表面に設けた凹みとその近傍に発生す
る流体の挙動を示す図FIG. 3 is a diagram showing the behavior of a fluid generated in a dent provided on the surface of an object and in the vicinity thereof;
【図4】 物体の表面に発生する流体の挙動を示す図FIG. 4 is a diagram showing the behavior of a fluid generated on the surface of an object.
【図5】 表面に凹みを設けた物体の表面に発生する流
体の挙動を示す図FIG. 5 is a diagram showing the behavior of a fluid generated on the surface of an object having a concave surface.
【図6】 表面に凹みを設けた物体の表面に発生する流
体の挙動を示す図FIG. 6 is a diagram showing the behavior of a fluid generated on the surface of an object having a concave surface.
【図7】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 7 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図8】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 8 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図9】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 9 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図10】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 10 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図11】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 11 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図12】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 12 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図13】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 13 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図14】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 14 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図15】 この発明において採用できる凹みの断面図FIG. 15 is a sectional view of a recess that can be employed in the present invention.
【図16】 実施例1のシャフトの側面図FIG. 16 is a side view of the shaft according to the first embodiment.
【図17】 図16のH−H断面図17 is a sectional view taken along the line HH in FIG. 16;
【図18】 実施例2のシャフトの断面図FIG. 18 is a sectional view of a shaft according to the second embodiment.
【図19】 比較例として示した従来形のシャフトの断
面図FIG. 19 is a sectional view of a conventional shaft shown as a comparative example.
【図20】 実施例1,2のシャフトと比較例のシャフ
トの回転トルクを示すグラフFIG. 20 is a graph showing the rotational torque of the shafts of Examples 1 and 2 and the shaft of the comparative example.
【図21】 回転トルクの測定に使用した回転トルク試
験機の構成図FIG. 21 is a configuration diagram of a rotation torque tester used for measurement of rotation torque.
【図22】 実施例3の物体の近傍に発生する流体の挙
動を示す図FIG. 22 is a diagram illustrating a behavior of a fluid generated near an object according to the third embodiment.
【図23】 実施例4の物体の側面図FIG. 23 is a side view of the object of the fourth embodiment.
【図24】 実施例5の物体の側面図FIG. 24 is a side view of the object of the fifth embodiment.
【図25】 実施例6の物体の側面図FIG. 25 is a side view of the object of the sixth embodiment.
【図26】 実施例7の物体の一部縦断側面図FIG. 26 is a partial longitudinal side view of the object of the seventh embodiment.
【図27】 実施例8の物体の一部縦断側面図FIG. 27 is a partial longitudinal side view of the object of the eighth embodiment.
【図28】 実施例9の物体の側面図FIG. 28 is a side view of the object of the ninth embodiment.
B1 〜B7 物体 x 流体の流れ方向 S 表面 D、D1 〜D6 凹み R 逆流 Q 剥離点 Y よどみ点 K ベース領域 L よどみ線 S0 、S1 、S2 シャフト 1 シャフト本体 2,5 溝 6 凹み 7 流体 8 渦流 9,10,13,14,15,16 凹み 21 モータ 22 回転軸 23 回転アームB 1 to B 7 Object x Flow direction of fluid S Surface D, D 1 to D 6 Depression R Backflow Q Separation point Y Stagnation point K Base area L Stagnation line S 0 , S 1 , S 2 Shaft 1 Shaft body 2, 5 Groove 6 Recess 7 Fluid 8 Eddy flow 9, 10, 13, 14, 15, 16 Recess 21 Motor 22 Rotation shaft 23 Rotation arm
Claims (3)
抵抗の低減装置であって、物体の表面に設け、かつ同物
体の表面にそって移動する流体を導入してその移動方向
へ回転させる凹みで構成したことを特徴とする物体の流
体抵抗低減装置。1. A device for reducing fluid resistance generated on an object relatively moving in a fluid, provided on a surface of the object, introducing a fluid moving along the surface of the object, and rotating the fluid in the moving direction. An apparatus for reducing fluid resistance of an object, characterized in that the apparatus comprises a recess.
る請求項1記載の物体の流体抵抗低減装置。2. The fluid resistance reducing device for an object according to claim 1, wherein the object is a cylindrical object, and the recess is a groove.
凹みが前記絶壁状の面の周縁部に設けた溝である請求項
1記載の物体の流体抵抗低減装置。3. An object having a cliff-like surface,
2. The apparatus for reducing fluid resistance of an object according to claim 1, wherein the recess is a groove provided in a peripheral portion of the cliff-like surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000053754A JP2000314408A (en) | 1999-03-01 | 2000-02-29 | Drag force reducer for object |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11052733A JPH11347165A (en) | 1998-04-09 | 1999-03-01 | Fluid resistance decreasing device for columnar object |
JP11-52733 | 1999-03-01 | ||
JP2000053754A JP2000314408A (en) | 1999-03-01 | 2000-02-29 | Drag force reducer for object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000314408A true JP2000314408A (en) | 2000-11-14 |
Family
ID=26393389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000053754A Pending JP2000314408A (en) | 1999-03-01 | 2000-02-29 | Drag force reducer for object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000314408A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009281505A (en) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Marine hose |
JP2015143543A (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社鷺宮製作所 | control valve |
KR101907582B1 (en) * | 2017-03-29 | 2018-10-12 | 울산과학기술원 | Self-adaptive air resistance reducing apparatus |
KR101919493B1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-16 | 울산과학기술원 | Self-adaptive drag reducing apparatus |
-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000053754A patent/JP2000314408A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009281505A (en) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Marine hose |
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