JP2009092227A - 流体抵抗を解消する微細な突起形状とその配置構成 - Google Patents
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Abstract
【課題】 流線型を多用し平滑な表面形状を持つ物体は高速域になると流体剥離現象を招き易く、騒音や流体抵抗が増大する。また、ゴルフボ−ル等では、表面が平滑であったり、大き過ぎるディンプルは流体抵抗の増大で飛距離も伸びない。
【解決手段】 速度が速い魚ほどウロコが小さく、究極の高速度形状は、ザラついたイルカやマグロのような表皮形状に到達する。これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。そこで、複雑かつ様々な方向性を持つ流体抵抗の解消には流体特性に適応する表面形状が必要となり、微細で滑らかな円錐形突起で流体境界層を攪拌すれば流体抵抗は容易に解消できる。従って、移動体表面に微細な突起、例えば、微細で滑らかな円錐形突起を縦横に整然と並べ、その隙間に小さな円錐形突起を配置し、これらの大小の突起高さは一定とし、あらゆる流体が直線的にスリ抜け出来ない配置構成を設ければ流体抵抗は解消する。
【選択図】図１
【解決手段】 速度が速い魚ほどウロコが小さく、究極の高速度形状は、ザラついたイルカやマグロのような表皮形状に到達する。これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。そこで、複雑かつ様々な方向性を持つ流体抵抗の解消には流体特性に適応する表面形状が必要となり、微細で滑らかな円錐形突起で流体境界層を攪拌すれば流体抵抗は容易に解消できる。従って、移動体表面に微細な突起、例えば、微細で滑らかな円錐形突起を縦横に整然と並べ、その隙間に小さな円錐形突起を配置し、これらの大小の突起高さは一定とし、あらゆる流体が直線的にスリ抜け出来ない配置構成を設ければ流体抵抗は解消する。
【選択図】図１
Description
流体力学に基づき、移動体表面に微細で滑らかな円錐形突起を設け、境界層の流体剥離を制御し、流体抵抗を解消する突起形状とその構成技術である。
従来、移動体形状は流線型を多用し、表面を平滑に仕上げると、流体摩擦の減少に伴い、流体抵抗も減少するといわれてきた。
ところが、実際には高速域では流体剥離が発生する為、流体抵抗が増大する。
ところが、実際には高速域では流体剥離が発生する為、流体抵抗が増大する。
航空機、船舶、電車、自動車及び風力発電ブレ−ド等は、流線型を多用し平滑な表面形状を持つが、高速域になると平滑さが逆に流体剥離現象を招き易く、騒音や流体抵抗が増大するのが課題となっている。
また、テニスボ−ルやゴルフボ−ル等は、表面処理で流体抵抗の削減を図るが、平滑であったり、大き過ぎるディンプルは流体抵抗が増大し飛距離も伸びない。
従って、流体抵抗は流線型に加え、表面を平滑にする技術だけでは解決しない。
また、テニスボ−ルやゴルフボ−ル等は、表面処理で流体抵抗の削減を図るが、平滑であったり、大き過ぎるディンプルは流体抵抗が増大し飛距離も伸びない。
従って、流体抵抗は流線型に加え、表面を平滑にする技術だけでは解決しない。
一般的に魚にはウロコがあるが、速度が速い魚ほどウロコが小さく、究極の高速度形状は、ザラついたイルカやマグロのような表皮形状に到達する。
これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。
そこで、複雑かつ様々な方向性を持つ流体抵抗の解消には、流体特性に適応した表面形状が必要となり、微細で滑らかな円錐形突起で流体境界層を攪拌すれば、流体抵抗は容易に解消できる。
従って、移動体表面に微細な突起（図１のように滑らかな円錐形突起を縦横に整然と並べ、その隙間に小さな円錐形突起を配置する。また、大小の突起高さは一定であり、あらゆる流体が直線的にスリ抜け出来ない配置構成）を設ければ流体抵抗は解消する。
これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。
そこで、複雑かつ様々な方向性を持つ流体抵抗の解消には、流体特性に適応した表面形状が必要となり、微細で滑らかな円錐形突起で流体境界層を攪拌すれば、流体抵抗は容易に解消できる。
従って、移動体表面に微細な突起（図１のように滑らかな円錐形突起を縦横に整然と並べ、その隙間に小さな円錐形突起を配置する。また、大小の突起高さは一定であり、あらゆる流体が直線的にスリ抜け出来ない配置構成）を設ければ流体抵抗は解消する。
本発明は流体と移動体の境界層に発生する流体剥離現象を解消する突起形状及び構成技術であり、様々な分野への応用が可能である。
また、風力発電ブレ−ド、プロペラ等の回転体、航空機、船舶、電車、自動車や各種配管及びホ−ス類や排水溝そしてスポ−ツウエアへの応用も望ましい。
また、風力発電ブレ−ド、プロペラ等の回転体、航空機、船舶、電車、自動車や各種配管及びホ−ス類や排水溝そしてスポ−ツウエアへの応用も望ましい。
本発明は移動体表面の微細で滑らかな円錐形突起で、流体抵抗を解消するが、既存物や材質によっては同形状のシ−トを貼る事で、同様効果が見込める。
（１）風力発電ブレ−ドへの活用
風力ブレ−ド表面に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
高速域での空気剥離を制御できるから、空気剥離に伴う風切騒音が解消する。
（２）航空機や飛行体への活用
機体表面に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
特に、高速域では流体抵抗削減効果が顕著に現われて燃費改善が期待できる。
（３）船舶等への活用
船体に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
水際境界層の乱流を攪拌すれば、流体抵抗の減少により燃費改善を図れる。
（４）電車や自動車等への活用
電車や自動車外装に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
空気剥離現象を制御する事で、燃費効率が改善され風切騒音も解消できる。
（５）各種配管や水路等への活用
流体の流送路に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
微細突起による消波効果や乱流攪拌効果により、流送効率向上が見込める。
（７）スポ−ツウエア等への活用
スポ−ツウエア等の表面に微細で滑らかな円錐形突起を設ける。
乱流抑止や流体剥離現象が改善されるので、競技速度の向上が期待できる。
風力ブレ−ド表面に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
高速域での空気剥離を制御できるから、空気剥離に伴う風切騒音が解消する。
（２）航空機や飛行体への活用
機体表面に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
特に、高速域では流体抵抗削減効果が顕著に現われて燃費改善が期待できる。
（３）船舶等への活用
船体に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
水際境界層の乱流を攪拌すれば、流体抵抗の減少により燃費改善を図れる。
（４）電車や自動車等への活用
電車や自動車外装に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
空気剥離現象を制御する事で、燃費効率が改善され風切騒音も解消できる。
（５）各種配管や水路等への活用
流体の流送路に微細な円錐形突起を設けたり、同形状のシ−トを貼る。
微細突起による消波効果や乱流攪拌効果により、流送効率向上が見込める。
（７）スポ−ツウエア等への活用
スポ−ツウエア等の表面に微細で滑らかな円錐形突起を設ける。
乱流抑止や流体剥離現象が改善されるので、競技速度の向上が期待できる。
本発明は、およそ流体抵抗が生ずるすべてのものに応用可能である。
また、既存物でも同様形状シ−ト貼りが可能ならば、応用範囲は更に広がる。
また、既存物でも同様形状シ−ト貼りが可能ならば、応用範囲は更に広がる。
１．微細で滑らかな円錐形突起又は同形状シ−ト
２．移動体や回転体等の躯体
２．移動体や回転体等の躯体
Claims (1)
- 移動体の表面に微細で滑らかな円錐形突起を設けることで、流体抵抗を解消する技術。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007286693A JP2009092227A (ja) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | 流体抵抗を解消する微細な突起形状とその配置構成 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007286693A JP2009092227A (ja) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | 流体抵抗を解消する微細な突起形状とその配置構成 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009092227A true JP2009092227A (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=40664399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007286693A Pending JP2009092227A (ja) | 2007-10-09 | 2007-10-09 | 流体抵抗を解消する微細な突起形状とその配置構成 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009092227A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103129572A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-05 | 唐山轨道客车有限责任公司 | 动车组车体和动车组 |
| CN109733491A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-10 | 吉林大学 | 一种基于数学模型布置的仿生非光滑减阻降噪贴膜 |
| CN112644637A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种无人水下航行器运动减阻外壳 |
-
2007
- 2007-10-09 JP JP2007286693A patent/JP2009092227A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103129572A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-05 | 唐山轨道客车有限责任公司 | 动车组车体和动车组 |
| CN109733491A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-10 | 吉林大学 | 一种基于数学模型布置的仿生非光滑减阻降噪贴膜 |
| CN109733491B (zh) * | 2019-03-08 | 2024-05-07 | 吉林大学 | 一种基于数学模型布置的仿生非光滑减阻降噪贴膜 |
| CN112644637A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-13 | 哈尔滨工程大学 | 一种无人水下航行器运动减阻外壳 |
| CN112644637B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-05-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种无人水下航行器运动减阻外壳 |
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