風洞の性能について

質問

吹き出しタイプの風洞を使って、様々な形の物体の空気力を計測している者です。

この前にバスケットボールの空気力を測ったのですが、
表面にまったく溝のない真球（滑面球）よりも臨界Re数前の抗力係数が
小さい値を示しているのですが、原因は何が考えられるでしょうか？
抗力係数は真球が0.5に対してバスケットは0.4です（臨界Re前）。
これだと表面がボコボコしているバスケットのほうが摩擦が少ない
ことになります。
真球のデータは信頼できる過去の論文を引用しているので間違いは
ないと思います。

吹き出し口直後にピトー管を置いて、流速や空気密度を測っているのですが、
もしかして、吹き出し口付近の空気密度と、試験体付近の空気密度が違うということはありえるのでしょうか？
回流タイプの風洞であればそういうことはないと思うのですが、
吹き出しタイプなので、外の影響を受けるのかな、と思いました。
温度が変わったり。
ピトー管からの風洞の風速なども、バスケットに取り付けた分力計のデータも、
すべてパソコンに取り込む形にしているのですが、
Reに関わる空気密度（ピトー管データ）よりもCdに関わる空気密度の方が
小さいのに、Cdの計算時にピトー管データの空気密度を使っているから、
Cdがずれるのか・・・と、考えています。

それとも、
層流時において、表面がボコボコの物体のほうがツルツルの物体より
摩擦が小さいなんてことがあるのでしょうか？

風洞について、空気力について、知っておられることがありましたら
是非教えてください。

回答No.2

ojisan7

>層流時において、表面がボコボコの物体のほうがツルツルの物体より
摩擦が小さいなんてことがあるのでしょうか？

そうです。ゴルフボールの凸凹もそうですね。抵抗は境界層が剥離す
ることにより、極端に大きくなります。境界層には、層流境界層と乱
流境界層がありますが、乱流境界層は凹凸があったほうが剥がれにく
くなります。そのために表面をボコボコにするのです。

お礼

ありがとうございました．

回答No.1

ultraCS

定量的な考察はしていませんが

バスケットボール表面の凹凸がボーテックスジェネレータとして作用し、気流剥離を遅らせたり、小さなカルマン渦を発生させることにより大きな渦の発生を抑止しているのではないかと思われます。

お礼

ありがとうございました．