渦の発生周期と流れの速さ

カルマン渦の発生周期は流れが速くなると短くなるように見えます。 そこで、カルマン渦が発生するレイノルズ数の範囲で、流れの速さを変えた実 験を幾つか行ない、発生周期を調べました。 縦軸をカルマン渦の発生周波数(周期の逆数)、横軸を流れの速さ(を円柱の直 径で割った量)にとると、下のグラフに示すような比例関係があることがわか りました。 この傾き fd/U はストローハル数と呼ばれ、レイノルズ数と同じく次元のない 量です。この実験ではストローハル数として 0.18 という値が得られました。 これは、流れの速さによらず、(片側の) 渦と渦の間隔が円柱の直径の約5.6倍 であることを意味します。

f: カルマン渦の発生周波数,U: 流れの速さ,d:円柱の 直径 (=5mm)

1997年度地球科学実験(地球流体)
メンバー:徳永俊太郎、魚崎直彦、恒吉敦、佐々木豪、中西浩平、福原隆彰
指導:佐藤薫、酒井敏
文責:佐藤薫