風車のブレードに纏わりついた空気が塔を押す力と反作用

風車の超低周波音に関心を持っています。

https://kyushu.env.go.jp/%E9%A2%A8%E5%8A%9B%E7%9 …

の12ページに、音響カメラの映像があります。
先端に近い部分では、実際のブレードの大きさよりも一回り大きな範囲から音が出ている
事が分かります。

１．これは、空気が粘性を持ち、ブレードに纏わりついているからだと思います。

また、
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jawe/39/1/3 …
を参考にすれば、

２．角柱の部分がまとわりついている空気の影響で実質的に大きくなったような
物として考えても良いと思っています。

電車が通過するときに、ホームにいて風圧を感じることがあります。

３．空気が纏わりついているブレードが、風車の塔の近くを通過するときには
風車の塔は、通過するブレードと纏わりついている空気によって、圧力を受ける。

４．塔に対する圧力は、柔らかなバネのような働きをする纏わりついた空気を媒介にして、
反作用として、ブレードを押す力となる。

の様に考えています。

質問：
（1～４の考え方についての、ご意見も含めて）、
４での、ブレードを押す力は、どの様にしたら計算できるでしょうか？
また、
この時のブレードに対する力が、ブレードの回転軸に対して、作用する時の回転軸に対する影響はどの様に評価すべきでしょうか？

質問者からの補足コメント

• 

  自分でも、流体力学の知識が無いと思います。
  
  風車の超低周波音が、ブレードが塔の前を通過する回数に対応する周波数の音として、
  周囲に拡散する仕組みを理解するために、読むべき本を具体的に教えて下さい。
  
  また、お勧めの流体力学の本があったら教えて下さい。

    補足日時：2023/04/24 23:16

• 

  風車音を計測しました。
  リオン社の、精密騒音計NL-62に、波形収録プログラムNX-42WRを追加して、サンプリング周波数48ｋHzで音圧の変化を捉え、その値を１６ビットの符号付整数に変換したものを記録したWavファイルを作りました。
  それをPCに取り込み、FFTの計算をしてみたら、0.8Hzの音がで0.3パスカルの音圧で出ていることが分かりました。
  
  その後、ビデオで撮影した風車の映像を見ながら、ブレードが塔の前を２１回通過するのにかかる時間を測りました。通過回数をもとに計算した周波数の微妙な変化と、Wavelet解析で調べた周波数の微妙な変化（0.78Ｈｚから0.83Ｈｚ程度）が一致していることが分かりました。
  
  流体力学は、
  裳華房の本を読んだのですが、観測できた0.8Ｈｚの音が発生する仕組みが理解できませんでした。
  
  ヒントになる本を教えて下さい。

    補足日時：2023/04/25 11:15

No.1 ベストアンサー 回答者： himagene 回答日時： 2023/04/24 19:10

流体力学を基礎から勉強された方が宜しいかと思います。

風車周りの空気の流れに対するあなたの捉え方は根本的に間違っているので、いくらやっても正しい答えは得られないと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

風車周りの空気の流れをきちんと書いてある本を教えて下さい。
よろしくお願いします。

出来ましたら、ブレードか塔の前を通過する回数に対応した周波数の超低周波音出る理由の書いてある本も教えて下さい。

買って読んでみます。

お礼日時：2023/04/24 23:02