Research Abstract
ゆっくりと回転するサッカーボールの奇妙な飛翔挙動
The strange flight behaviour of slowly spinning soccer balls
2013年5月22日 Scientific Reports 3 : 1871 doi: 10.1038/srep01871
ゆっくりと回転するサッカーボールの奇妙な三次元的飛翔挙動は、スポーツにおけるボールの軌道に関わる未知の最も興味深い現象の1つである。多くの人びとは、こうしたボールの奇妙な飛び方を見て、わくわくする感動的な事例をたくさん経験している。本研究は、実際の飛翔の観察、不規則な力の測定、そして流れパターンの可視化によって、サッカーボールの不安定な挙動の空気力学的メカニズムを明らかにした。このような奇妙な挙動を、ボールに作用する不規則な力と後流の間の関係により説明した。超臨界レイノルズ数領域の滑らかな表面の球では、対を成す縦渦の位置の不規則な挙動がすでに発見されている。この発見が、超臨界流を伴うサッカーボールの奇妙な飛翔挙動に適用できることを見いだした。今後、サッカー選手、観客、そしてテレビ視聴者は、サッカーボールの飛び方を今までより一層興味深く理解できるようになるだろう。
溝田 武人1, 黒木 康平1*, 大屋 裕二2, 岡島 厚3, 鳴尾 丈司4 & 河村 良行1
- 福岡工業大学
- 九州大学応用力学研究所
- 金沢大学
- ミズノ株式会社
*現所属先：フジコ株式会社
The strange three-dimensional flight behaviour of slowly spinning soccer balls is one of the most interesting and unknown phenomenon associated with the trajectories of sports balls. Many spectators have experienced numerous exciting and emotional instances while observing the curious flight behaviour of these balls. We examine the aerodynamic mechanisms of erratic ball behaviours through real flight observations, unsteady force measurements and flow pattern visualisations. The strange behaviour is elucidated by the relationship between the unsteady forces on the ball and the wake flow. The irregular changes in position for twin longitudinal vortices have already been discovered in the supercritical Reynolds number region of a sphere with a smooth surface. This finding is applicable to the strange behaviour of the flight of soccer balls with this supercritical flow. The players, spectators, and television viewers will gain greater insight into the effects of soccer ball flights.
