平成３０年度 技術士一次試験 機械部門択一(35)レイノルズ数を用いた模型実験の条件設定
平成30年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。
技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。
お役に立てれば幸いです。
JABEE ｜一般社団法人 日本技術者教育認定機構｜世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。 から引用
技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。
中略
- 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
問題35 下図のように,一様流中に置かれた翼まわりの流れを調べるため, レイノルズ数を一致させて実機と同じ流体を用いて模型実験を行った。模型実験における翼後縁付近の点Bの流速がu2のとき, 実機における幾何学的に相似な点Aの流速u1を示す式として,最も適切なものはどれか。ただし,実機及び模型実験の主流流速をU1, U2, 流れのレイノルズ数をRe とする。
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技術士会の正答は、⑤でした。
レイノルズの相似則を使いますので、
実機Re数も模型実験Re数も一致するようにパラメータを調整してます。
レイノルズ数は、
Re＝U・L/ν（L：代表寸法、ν：動粘性係数）
で表せます。
翼ですので、流体は空気を使うのが一般的だと思いますので、動粘性係数は同じとして実験したいですね。（温度・圧力も合わせる）
実験で調整できるパラメータは速度Uになりますので、残りのパラメータは代表寸法となります。
Re1＝Re2
から
U1・L1/ν＝U2・L2/ν
U1・L1＝U2・L2
U1/U2＝L2/L1
この式から、代表寸法を小さくした分、流速を上げなければなりませんね。
一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。
頑張ってください。
