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2009年6月 6日 (土)

層流と乱流

 飛行機は「層流」で浮力を得て、巨大なジャンボ機は今日も、全世界を飛び交っている。航空工学を学んだボケ爺にとって、機体力学と、流体力学の総和で成り立ち、当然の結果である、と思っていた。しかし、この原理が似非原理だと言う。ボケ爺は、大変にショックだ。粘性条件による空気抵抗としてのカルマン渦と言う乱流が存在することは解っていた。

 一方、「乱流」のメカニズムに何か魅力を感じていた。 ボケ爺の親父が、ミツバチを飼っていた話は以前にした。ミツバチの巣を攻撃する悪玉がいる。一つはスズメバチである。ミツバチの体積比で5倍ぐらいはあるのか。スズメバチは、ミツバチと同じような体つきだから、飛べることに不思議には思っていなかったが、もう一つ、クマバチがいる。黒くずんぐりむっくりのメタボバチである。羽も体に比べ、比較的小さい。これが何故、飛べるのか?と不思議に思っていた。トンボも然り、チョウチョも然り。きっと、乱流を上手く使っているのだろうとの直感はあった。

 「マルハナバチ(ずんぐリむっくり)なぜとべる?」の新聞記事を読んだ。結論は「羽ばたく空気の渦で浮力」、乱流のなせる技であり、粘性(レイノルズ数)の利用であった。羽の両端から激しく渦が出来て、出来た方に浮力が生まれると言う。平板の方が、渦が大きく、粘性で離れない、これがミソだ。しかしこれだけでは十分な浮力とはなりえないようだ。(永井弘人准教、日本文理大)羽の表面の突起がさらに何か作用しているのだろうと研究しているのが、磯貝紘二教授である。東大を始め研究者はもっと増えているようだ。

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