報告書番号

N08052

タイトル（和文）

重力落下式垂直水路に適した懸垂式揚抗力測定法の開発

タイトル（英文）

Development of a measurement method of drag and lift forces suitable for a gravity-driven vertical water tunnel using pendulous suspension wires

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ヘッドタンク式垂直水路において流体抗力と揚力の同時測定が容易に可能となる懸垂式揚抗力測定法を提案した．この方法は，ヘッドタンク上部に荷重センサーを設置し，懸垂ワイヤを介して物体に作用する流体揚力と抗力を同時に測定するものであり，模型支持部は，水平方向スライド機構に鉛直方向スライド機構を取り付けた２段構造になる．センサ・ケーブル・模型などの貫通部での防水処理が不要で，その取り付け作業も容易であることが特長である．また，本手法を具体化した装置を設計・製作して大型水風洞に設置して，翼模型に作用する揚抗力測定を行い，本手法の妥当性を検証した．その結果，スライドレール部の摩擦低減などの改善の余地があるが，既往の測定データと比較して概ね妥当な揚力・抗力係数を得ることができ，これまで困難であったヘッドタンク式垂直水路の特性を活かした高レイノルズ数での揚抗力同時測定に対して有効な手法であることが示された．

概要 （英文）

A new method for simultaneous measurement of fluid drag and lift forces, which is suitable for a vertical water tunnel, is developed. In this method, both ends of a hydraulic model are fixed to sliding parts on the sidewalls of tunnel section. In the sliding part, a vertical sliding part of linear motion guide is set on a horizontal sliding part, which allows the model to freely move both in horizontal and vertical directions. Fluid drag and lift forces on the model are transferred to load cells fixed to a ceiling beam through pendulous suspension wires. The new method allows us to install very sensitive load sensor in the air without complicated waterproof mechanism, and to easily install to and uninstall a hydraulic model from the sliding part.
In order to verify effectiveness of the new method, a measurement device of the new method was made and installed in a large-scale vertical (gravity-driven) water tunnel with 2 m X 2 m test section, and the fluid drag and lift forces on a typical blade model (M-F073) were measured at the maximum Reynolds number of 3.5X10^5. The results have shown that the lift and drag coefficients obtained agree well with the values in literatures, indicating that the new method is suitable for simultaneous drag and lift force measurement in high flow rate condition.

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