2種類の風切り音の周波数の違い

Question

風車音の事で調べています。

空力音のうちの風切り音ですが、
２つのタイプがあるようです。

１．新幹線のパンタグラフから出る音や、風車のブレードが塔から離れて動いている場合に出る音。
　　これは、比較的周波数が高く音カメラで撮影されています。
　　風車のブレードの場合は、先端に近い所から大きな音が出ている様子が音カメラの映像で分かりま
　　した。この場合は、ブレードの速度は、中心からの距離で決まるので、いろいろなカルマン渦がで
　　きるので、いろいろな周波数の音が出ると考えています。
　　とりあえず、
　　速度、形態依存型の風切り音
　　としておきます。

２．風車風切り音は、翼の回転数R(1分間に何回転：R-rpm)、翼の枚数Nとすれば、風車からの基本周波数ｆは、ｆ＝N×R/60
で示されます。この式は、支柱で支えられただけで覆いの無い扇風機の回転数と翼の枚数とそこで発生する基本周波数 f なります。
3枚翼で20ｒｐｍなので、1分間に60回支柱の傍を通り、1秒間では1回翼が通ることになり、ｆ＝3×20/60＝１Hzとなります。
翼が回転する時に、支柱との間で空気の流れ(風)を引きちぎる時に、時間巾を持った大きなパルス状の音圧変動を起こします。
こちらを、
近接障害物通過型の風切り音
とします。

１．に関しては、空力音響学 ―渦音の理論　と言う本を読んでみます。
カルマン渦の話が書いてあるようです。
２．の原因は、カルマン渦の話とは違うよう思えます。
理由は、周波数があまりにも違うからです。
（勉強してみたら原因はカルマン渦だと言う事になるかもしれません。）


質問１：
２種類の風切り音の原因は、両方ともカルマン渦なのでしょうか？

質問２：
２つの風切り音の違いを理解するのに、役に立つ文献があったら教えて下さい。

質問３：
空飛ぶ車は、１．のタイプの音がでる。
ヘリコプターは、後ろの尻尾の部分があるので、２．のタイプの音が出る。
と考えていますが、いかがでしょうか？


今の段階では、
風切り音は、速度形態依存型の風切り音に対して使うべきであって、
近接障害物通過型の風切り音には、別の名前が相応しいと思っています。
その理由は、風を切る＝ビュンビュン　のような感覚で風切り音を捉えているからです。
風車での音カメラの映像とパンタグラフの場合の音カメラの映像は、
後ほどURLを補足します。

以上、よろしくお願いします。

yhr2 · Accepted Answer

全くの素人ですが、お示しの内容を考えると

「１」の「速度、形態依存型の風切り音」は、回転翼が回転するしないに係わらず、空気が「翼」を通過することによって発生するものと思います。
その意味で「パンタグラフ」や「高圧電線」が音を発するのと同じです。
原因はまさしく「カルマン渦」だと思います。

「２」の「近接障害物通過型の風切り音」は、回転翼が「回転すること」によって「空気を押し出す」ことによって発生するものと思います。
これは、航空機のプロペラや空調機などの「ファン」によるものと同じです。
これは「カルマン渦」であるとともに、回転翼が「押し出す」気圧の脈動でもあるものなのではないでしょうか。

風力発電の風車は、「空気の動き（風）」によって回転翼が回るとともに、その「回転翼が回る」ことによって周囲に「音圧の脈動」を発生させているのだと思います。
その「回転翼を回す」ための「気流」が「１」の風切り音を発生し、かつ回転翼が回ったことによって「回転翼」が「２」の風切り音を発生しているのではないでしょうか。
つまり「１」は「空気が回転翼を通過することによって」発生し、「２」は「回転翼が空気を通過することによって」発生する。「主体」と「客体」が逆転するということです。

あいまいな定性的な推測に過ぎませんが。
専門的な話や文献については申し上げるだけの知識がありません。

2種類の風切り音の周波数の違い

全くの素人ですが、お示しの内容を考えると

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