報告書番号

N06008

タイトル（和文）

懸垂式抗力測定法の開発と大型垂直水路での検証

タイトル（英文）

Development of a drag force measurement method using pendulous suspension wires and its verification with a vertical water tunnel

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報告では，垂直水路での水流動試験に適した抗力測定法を提案する．この方法では，試験体をスライドレール（直動ガイド）のスライド板に固定し，鉛直方向のみに滑らかに変位するようにするとともに，このスライド板をステンレス鋼製ワイヤーロープで鉛直に支持する．このワイヤーロープの上端はロードセルに接続されており，荷重（抗力）を直接計測することができる．この方式ではロードセルを空気中に設置することができ，しかも水路との貫通部がないため防水処理も不要である．また，模型の取り付け・取り外し作業も簡易であるため，作業時間が大幅に短縮される．この測定装置を実際に製作し，断面積2[m]x2[m]の大型垂直水路に設置して円柱模型と角柱模型を対象とした抗力測定を行った．円柱直径および辺長を代表長さとする最大Reynolds数は円柱模型で340,000程度，角柱模型で150,000程度である．測定された荷重から抗力係数を算出したところ，既往の文献値と概ね一致することが示され，またいくつかの精度向上方策が摘出された．

概要 （英文）

A new fluid force measurement method suitable for a vertical water tunnel is proposed in the present study. In this method, a hydraulic model to be measured is connected to the sliding parts of linear motion guides in water, which allow the model to freely move only in vertical direction. Furthermore, the sliding part is vertically suspended by stainless steel wire rope, whose upper end connects to the load sensor. The new measurement method permit us to install very sensitive load sensor in the air without complicated waterproof mechanism, and to easily connect and disconnect a hydraulic model to/from the sliding part. The measurement device composed of two load sensor(s), two pendulous suspension wires, and two linear motion guides was actually constructed to measure the drag force on a cylinder of circular and rectangular cross-sections. The measurement device was installed in a large-scale vertical (gravity-driven) water tunnel with 2mx2m test section, and the drag force was measured with the proposed method. The maximum Reynolds number is 340,000 for circular cylinder model, 150,000 for rectangular model based on the circular diameter and the side length, respectively. It has turned out that the drag coefficients obtained are in accordance with the values shown in authoritative references. Possible methods of accuracy improvement is also discussed in this report.

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