天才発明家ニコラ・テスラが生み出した「水を制御するテスラバルブ」に新機能が見つかる - ナゾロジー
エジソンと電力戦争を繰り広げたことでも有名な科学者ニコラ・テスラ。 彼は100年前に、可動部品を利用せずに形状だけで流体の方向を制御する独創的なバルブの特許を取得しています。 ニューヨーク大学の研究チームは、これまで本格的な研究がされていなかった、この通称「テスラバルブ」の流体力学を徹底調査し、これまで知られていなかった新しい機能や現代でも通用する有用性を明らかにしたと報告しています。 天才テスラの発想は、100年を経てもまだ完全に理解されていなかったのかもしれません。 この研究の詳細は、科学雑誌『Nature Communications』で5月17日に公開されています。
新型コロナウイルスの感染に関わる、せきなどの飛まつがどう広がるのか、最新のスーパーコンピューターで予測した動画を、神戸市の理化学研究所が公開しました。 この動画は、理化学研究所の坪倉誠チームリーダーなどのグループが、研究の中間報告として報道各社に公開しました。 予測には最新のスーパーコンピューター「富岳」が使われていて、机をはさんで人が対面しているケースでは、1人がマスクをせずにせきをした場合、口元を隠すくらいの高さの仕切りを間に置いていても、向かいにいる人の顔に飛まつがかかっています。 一方、頭の高さより高い仕切りであれば、飛まつをせき止めています。 また、時速80キロの電車が窓を開けて走行した場合でも、通勤ラッシュ時のような満員の状態だと、空気の流れが止まり、十分な換気ができないこともわかったということです。 坪倉チームリーダーは「『富岳』の計算能力によって、飛まつや空気の流れを細かく
新機軸の「弾丸」飛行機、ビジネス航空業界に革命起こすか
奇抜なデザインの「オットー・セレラ５００Ｌ」のキャビンは６人乗り。速度は時速約７４０キロ、航続距離も約７２００キロと大型旅客機並みだ/Brad Adkins/Otto Aviation （ＣＮＮ） 卵か、飛行船か、はたまた弾丸か。何に見えるかは人それぞれだが、オットー・セレラ５００Ｌが他の飛行機と違う形をしているのには訳がある。それは独特の空気力学だ。 セレラの形状は、空気が機体の表面を非常にスムーズに流れるようにすることにより、空気抵抗を大幅に減らす設計になっている。それにより機体の消費するエネルギーが減り、燃費が向上する。 「これにより燃費効率は他のターボプロップ機の４～５倍、ジェット機の７～８倍になる」とオットー・アビエーションの最高経営責任者（ＣＥＯ）ウイリアム・オットー・ジュニア氏は語る。 機体の数が増えれば、運航コストは同じ大きさの事業用飛行機に比べ大幅に下がる。オットー・アビ
政府はことし5月に成立した経済安全保障推進法で定めている「特定重要技術」の開発支援などに向けた基本指針の案をまとめました。 AI＝人工知能やバイオ技術など20の分野で調査研究を進め、今後、支援の対象を絞り込むとしています。 経済安全保障推進法では、国の安全保障に関わる「特定重要技術」について、官民一体での研究開発に向け、資金面などで支援する仕組みを盛り込んでいますが、対象となる分野については明確になっていませんでした。 19日は自民党本部で経済安全保障に関する対策本部が開かれ、政府から「特定重要技術」の開発支援などに向けた基本指針の案が示されました。 それによりますとAI＝人工知能やバイオ技術、それに半導体技術や量子情報科学など20の分野で調査研究を進め、この中から優先的に支援する対象を絞り込むとしています。 また、国として安定供給に向けた支援を進める「特定重要物資」を指定するための条件も
この画像を大きなサイズで見るimage credit:M. Shi and Z. Pan/University of Waterloo 洋式トイレの立ちションで飛散するおしっこのしぶきが想像以上に広範囲な件は以前お伝えしたとおりだが、近ごろは掃除も臭いもやっかいな尿の汚れにうんざりし、自主的に自宅トイレは座りションにする男性も多いと聞く。 一方、外では立ちションがデフォの小便器を気兼ねなく利用する男性もいそうだが、こうした飛び散りを根本から防ぐ方法は無いのだろうか。 今月22日このテーマに取り組んだカナダの物理学者が、アメリカの物理学会で小便器の新デザインを発表した。 一世紀以上も不変だったとされる小便器改革のヒントになったデザイン。それはなんとオウムガイと犬だったそうだ。 流体物理学者が発表。おしっこが飛び散らない小便器 おしっこが飛び散らない小便器を作るヒントは、どこを狙ってもおしっこ
現代の流体力学は感染対策を向上させるくしゃみは6m以上も飛沫を飛ばすため、2mのソーシャルディスタンスでは不十分かもしれない現在のマスクの多くは内部保護を目的として設計されているため、飛沫を排出させない「外部保護」効果が弱い 科学が猛スピードで進歩しているにも関わらず、呼吸器系の感染病を避けるためのアドバイスはほとんど変わっていません。 事実、歴史上最も致命的なパンデミックの1つである1918年のスペイン風邪以降、「安全な距離を保つ」「石鹸と水で頻繁に手を洗う」「鼻と口をマスクで覆う」という指示に変更や追加はありません。 これらは、「ウイルスは飛沫を介して広がる」という理解に基づいています。 しかし、その理解から100年経った今でも、飛沫がどのように広がるかに関しては、ほとんど謎に包まれています。 米国ジョンズホプキンス大学のラジャット・ミッタル氏は、呼吸器疾患の流体力学をさらに研究するこ
関越道の路面に、見慣れない区画線のような線が登場しています。区画線といえば白の実線か破線、あるいは黄色の実線ですが、「緑色の実線」が引かれたのです。 【緑の車線の「意味と効果」】画像でチェック！ 場所は関越道下りの東松山IC付近で、第一走行車線（最も左側の車線）の両側に引かれています。路側帯とを分ける白の実線の内側と、隣の車線とを分ける白の破線の内側です。NEXCO東日本関東支社によると、ICの流入ランプから本線合流部を経て、そこから約4km先まで続くそう。 2021年7月に設置したこの線、NEXCO東日本は「車線キープグリーンライン」と呼んでいます。 目的は、左側車線を走る「キープレフト」を促進するほか、ICからの流入車を正しい進行方向へ誘導する逆走対策のためであるとのこと。よって法令上の意味はなく、NEXCO東日本が自主的に設置したものです。 「第一走行車線を継続的に走行してもらう、正
対象 数値計算を使って勉強している物理，化学系の学生向け はじめに 物理現象を記述する微分方程式を数値的に解く，みたいなのは理系専攻のカリキュラムなら，どこもやっていると思います． とりあえず差分化してコードに直せば，解を出してくれて，グラフに直せばそのイメージが掴める，とても便利な方法です． 一方で面倒なこともあります． 一つがコードを書く手間です． 数値計算の講義ではCが主流かと思いますが，C言語は手軽に扱うには向きません．デバッグに時間もかかります． また，刻み幅の調整も問題です．この値が大きすぎると正しい解が得られません，かといって，小さすぎると計算時間がかかりすぎます． この二つの面倒さに対し，自分なりに解決を行いましたので，紹介することにしました pythonとscipy.integrate.solve_ivp まず，言語としてPythonを採用します．pythonといえば遅い
帆立貝定理 - Wikipedia
帆立貝定理（ほたてがいていり、英語: Scallop theorem）は、低レイノルズ数においてニュートン流体中を遊泳するものは、時間反転しても非対称になるように変形しなければ推進できない、という流体力学の定理。1977年にパーセル（Edward Mills Purcell）が、 Life at Low Reynolds Number [1] [2]において提唱した。この定理が成り立つマイクロスケールの世界では、ホタテのような二枚貝を単調に開閉させる往復運動だけでは移動ができないことになるというパーセルの例話から帆立貝の名がつけられた。 ^ Purcell EM (1977). “Life at low Reynolds number”. American Journal of Physics 45: 3–11. doi:10.1119/1.10903. ^ エドワード・パーセル(著),石
流体力学・水理学（ymmt lab ocw）
機械系では『流体力学』，土木系では『水理学』といわれる力学を解説していきます． ここでは毎回，先ず具体的な例題を示し，解くのに必要な概念を順に説明するようにしています．
👆これを目標にやります。 おそらく記事内容をシリーズ化して、12回程度に分けて記事を作成していきます。 基本的な内容はこちらのサイトにそってやっていきますが、英語に苦手意識がない人は本編のサイトで勉強するのが良いでしょう。 この記事ではこんな人を対象にしています。
「流線形」と聞くと、初代新幹線の0系が思い浮かぶでしょう。イメージも相まって「速そう」ですが、そもそもいつ流線形は登場したのでしょうか。0系生みの親である島 秀雄は、日本における流線形採用には懐疑的でした。 世界的ブームは戦前だった 「流線形」の車両と聞くと、初代新幹線の0系が思い浮かぶでしょう。実はこうした流線形のデザインは、1930年代の鉄道で世界的に大ブームを巻き起こしました。代表的なものとしては、国有鉄道の急行電車モハ52形や、ローカル線で活躍したガソリンカーのキハ42000形、名古屋鉄道の3400形などの電車・気動車、国有鉄道の蒸気機関車C53（一部）や電気機関車EF55、南満州鉄道の「パシナ」など、それまでのスクエアなデザインの鉄道車両とは異なる、滑らかなフォルムを取り入れました。 ひと目で「近代的」「速そう」と感じるデザインは、交通機関の速度が飛躍的に向上した1930年代を象
格子ボルツマン法の基礎と応用
The lattice Boltzmann method is briefly described from its basic theory to some applications. The basic equations, the discrete BGK equations, are introduced, and the concept of this method is explained Two types of models, that are non-thermal and thermal models exist, and some thermal flows are simulated by two-particle models. Examples of the aero-acoustics and the multi-phase flows are shown.
【機械設計マスターへの道】圧力の必須前提知識まとめ［流体力学の基礎知識②］ | アイアール技術者教育研究所
今回は、流体の挙動を調べたり利用したりする上で不可欠な物理量の一つである圧力について解説します。 １．圧力とは 圧力は、流体中の壁面あるいは仮想面の単位面積あたりに働く力の法線方向成分と定義されます。 静止流体中に置かれた仮想面や壁面を押す力を「全圧力」といいます。 全圧力の単位面積当たりの量が圧力となります。 全圧力をF、面積をAとすれば、圧力p=F/A となります。 ２．圧力の単位 圧力の単位は、強度設計に用いる応力と同じPa（N/mm2）です。 実用的な圧力の単位としてはkPaまたはMPaが良く用いられます。 工学単位では、kgf/cm2が使われていました。 （※工学単位については、前回の連載コラム「流体力学の基礎知識① 流体の性質」をご参照ください。） SI単位換算と圧力の大きさのイメージは下記のようになります。 0.1MPa≒1 kgf/cm2≒1気圧 工学単位でいうところの1気
こんにちは(@t_kun_kamakiri)。 前回の記事では、「2次元のラプラス方程式」をGoogle Colab上でPythonで実装しました。
メタデータをダウンロード RIS形式 (EndNote、Reference Manager、ProCite、RefWorksとの互換性あり)
自動車の空気抵抗｜車体形状によってどのようにCd値が決まるのか？
1. 空気抵抗の計算式と物理的な理解 空気抵抗（Drag）は次の式で表わされるように「速度の２乗」「投影面積」「\(C_D\)値」で決まります。 \[D=\frac{1}{2}\rho v^2 A C_D\] （1）空気抵抗の式の物理的な解釈 「空気抵抗は速度の２乗に比例するから、速度を増せば加速度的に抵抗が増える」という解説をよく聞くと思います。これは上式が如実に表しています。では、上式に対する理解をもう少し深めたいと思います。 \(\frac{1}{2}\rho v^2\)は空気の運動エネルギー（速度エネルギー）を表しており、これに比例することを意味しています。では、なぜ運動エネルギーに比例するのでしょうか？それは、運動エネルギーが圧力のエネルギーに変換され、それが抗力として発生するからです。これに対する理解は、次の記事で詳しく解説しているのでそちらをご覧ください。
SIMPLE法でもpythonならシンプルに書けるのか ⇒ かなりシンプルになるがやっぱり...(ソースコードあり) - 趣味で計算流砂水理 Computational Sediment Hydraulics for Fun Learning
最近科学技術計算を書いてなかったのでウォーミングアップにこんな感じの3次元キャビティー流れをSIMPLE法で書いてみました。 大きいものはこちら はじめに 計算モデル 計算条件 ソースコード 仮の速度の計算式 圧力補正値の計算式 全体のループ コード全体 結論(タイトルの回収とか) SIMPLE法について思うこと 参考書籍 レンダリングについて Holoviews 関連記事 ParaView ParaView Glance GitHub おわりに はじめに SIMPLE法って複雑ですよね。そこで、pythonなら少しはわかりやすく書けるかと思いコードを書いてみました。 参考になるソースコードはないかとググったけど意外とヒットしなくて仕方なく一から書きました。 計算モデル 単純な3次元のキャビティー流れです。 計算条件 計算範囲は1 x 1 x 1の直方体 dx=dy=dz=0.05、メッシ
建築基準法の改正（施行）により、今後は住宅全体を考えた、計画的な換気（24時間換気）を取り入れる必要があります。 建築基準法の改正により、これからの住宅には、シックハウス対策の１つとして、これまでの各部屋単独の換気でなく、「計画的な換気」を取り入れる必要があります。つまり家全体を効率的に24時間（常時）換気することが重要となってきます。 ■換気に関する建築基準法の内容 シックハウス対策のための強制力のある規制です。クロルピリホスを添加した建材の使用禁止。ホルムアルデヒドを発散する恐れのある建材の使用制限。２４時間（常時）換気が可能な換気設備の設置義務化・・・ ■シックハウス症候群とは 建材などに含まれる化学物質が揮発し、室内に滞留 部屋に滞留した化学物質によって、めまい、吐き気、頭痛・眼・鼻・のどの痛み等の症状が発生する・・・ 建築基準法の改正（2003年7月1日施行）により、換気設備の設
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飛まつの広がり スーパーコンピューター「富岳」が予測 | NHKニュース
経済安全保障推進法「特定重要技術」20の分野で絞り込みへ | NHK
物理学者が試行錯誤を重ね、一番おしっこが飛び散らない小便器の形を導き出す
マスクをしているときにウイルスはどう広がるの？流体力学で進む解明 - ナゾロジー
高速道路の車線に「緑色の実線」初登場 踏んでいいの？ その意味とは（乗りものニュース） - Yahoo!ニュース
scipy.integrate.solve_ivpで微分方程式をたくさん解いてみた - Qiita
【第1回Python流体の数値計算】目標と環境構築。まずはここからはじめよう！｜宇宙に入ったカマキリ
「流線形」あまり意味ない？ なぜ新幹線は採用し、そして鼻が長くなっていったのか | 乗りものニュース
【第15回Python流体の数値計算】2次元ポアソン方程式をPythonで実装する。｜宇宙に入ったカマキリ
非圧縮粘性流の精度保証付き計算(OS2 流体工学II)
【流体力学入門】車や飛行機の空気抵抗、Cd値、CL値、Cpの実際。ゼロリフト抗力係数、仮想キャンバとは。｜まきブログ Makkiblog
建築基準法の改正：換気扇・換気空清機ロスナイ｜三菱電機 空調・換気・衛生