平成３０年　第7問技術士船舶・海洋

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2024/05/03 18:01

平成３０年　第7問技術士船舶・海洋

流れの中の円柱周りの流体の振る舞いに関する次の記述の, [ ]に入る語句の組合せとして, 最も適切なものはどれか。

流れの中に置かれた物体周りの水の振る舞いは, [ア]に依存して変化する。表面がなめらかな円柱の[イ]は, [ア]により変化する。 [ア]が200より小さい領域では概ね層流であり,200より大きい領域では,次第に渦が発生するようになり,5000 より大きい領域においては乱流となる。 [ア]が5000から2×の亜臨界域では, [イ]は, ほぼ1.2であり, 2×から5×の臨界域では[イ]が急激に低下し, [ア]が5×から5×の超臨界域では[イ]が次第に回復する。それ以上の[ア]においては, [イ]は,約0.6である。実際の海洋構造物の設計では,多くの場合, 亜臨界域から超臨界域となっている。
流れの中の円柱の後流に発生する交番渦により, 円柱に作用する力が変動する。これを渦励振といい, 交番渦の渦放出周波数をfとすると, [ウ]は次式で与えられる。
ここにDは円柱の直径, Vは流速である。
カルマン渦が規則的に発生しやすい亜臨界域では, [ウ]は約0.2であり, この式から, 発生した渦が1周期間に移動する距離は円柱直径の5倍程度である。変動抗力の発生周波数は渦放出周波数の2倍となる。

　　ア　　　　　　イ　　　　ウ
① フルート数　　抗力係数　レイノルズ数

② レイノルズ数　抗力係数　ストローハル数

③ レイノルズ数　揚力係数　ストローハル数

④ フルート数　　揚力係数　レイノルズ数

⑤ フルート数　　抗力係数　ストローハル数