第3回資源流体工学演習（令和3年10月19日）

高さH＝1 m、幅B＝4 mの平板に50 m/sの風が直角に衝突している。空気の密度ρ＝1.2 kg/m³として、平板に作用する抗力Dを求めよ。なお、このときの抗力係数C_Dは教科書139ページの表9.2を参照しなさい。

車幅B＝1.8 m、長さL＝5 m、高さH＝2 mの自動車が時速120 kmで走行している。この車の抗力係数C_D＝0.55、空気の密度ρ＝1.2 kg/m³として、車に作用する空気抵抗Dを求めよ。ただし、基準面積の計算においては上述した車幅、長さならびに高さの値にタイヤも含まれているとみなす。

温度20 ℃，風速U＝30 m/sの流れの中に、垂直に置かれた直径d＝20 cmの二次元円柱に作用する単位長さ当たりの抗力Dを求めよ。ただし、20 ℃における空気の動粘度を1.512×10^-5 m²/s、密度を1.205 kg/m³とする。また、抗力係数C_Dは教科書143ページの図9.9の長さ/直径=∞の円柱の曲線を参照しなさい。

投手の投げる直径d＝8 cm、時速U＝140 km のストレートのボー ルに作用する抗力Dを求めよ。ただし、空気の温度は 20 ℃とし、この温度における空気の動粘度を1.512×10^-5 m²/s、密度を1.205 kg/m³とする。また、抗力係数C_Dは教科書144ページの図9.10の球の曲線を参照しなさい。

直径d＝3 mm の電線に風速 20 m/s の強風が直角に吹いており、ピーというエオルス音が発生している。このときに生じているカルマン渦のストローハル数 St を求めよ。ただし、空気の温度は20 ℃とし、この温度における空気の動粘度を1.512×10^-5 m²/sとする。（本問題の解答は次の問題に用いるので覚えておくこと）

（前問の続き）直径d＝3 mm の電線に風速20 m/s の強風が直角に吹いており、ピーというエオルス音が発生している。このときに生じているカルマン渦の周波数 f を求めよ。前問で求めたストローハル数 St を用いてよい。