風が吹くと「ビュービュー」というのはなぜ?:チコちゃんに叱られる!【2023/10/13】

風が吹くと「ビュービュー」というのはなぜ?という話がありました。

これについて、自動車の流体工学を研究している梶原伸治 先生(近畿大学 理工学部 准教授)が説明していました。

風が吹くと「ビュービュー」というのは、世の中に「丸いもの」が溢れているから。

電線や木の枝など、丸いものに風がぶつかり、生まれた音。

しかし、なぜ、そんな音が鳴るのか?

先生の研究室にある送風機を使って、実験。

円柱状の棒に、

風速10m/sの風を当てると、どうなるか?

それがこちら。

「ビュー」という音が聞こえた。

風が一定の速度で丸いものの方に流れ込むと、

物体の後ろに時計回りと反時計回りの空気の渦が、交互に出現する。

「カルマン渦」と呼ばれるこの渦によって、空気が素早く左右に揺れ、

その振動から音が出ている。

旗がパタパタと、はためているのもこれが原因。

丸い支柱に風が当たることで、カルマン渦が発生している。

ちなみに、バットを振った時の音や、縄跳びを回す音などもカルマン渦が原因。

ここで、ひとつ疑問が出る。

四角いものでも「ビュービュー」なるのか?

何も聞こえない。

角のある物体は、風が当たる方向が一定ではなく、大小さまざまな渦ができるので、規則正しい音が出ない。

さらに風の音は、ぶつかるものの形だけでなく、もう一つ影響を受けるものがある。

風速によって、音の高低や大きさも変わる。

こちらのカルマン渦周波数の数式を使うと、求められる。

簡単にいうと、「ビュー」という音は、風速や丸いものの直径で変わる。

風速が速く、円の直径が小さくなると、風の音は高音になり、

逆に、風速が遅く、円の直径が大きくなると、風の音は低音になる。

ちなみに・・・、

野球のナックルボールや、サッカーの無回転シュートの不規則な変化もカルマン渦の影響。

ボールの後ろでカルマン渦が発生し、ブレたり・落ちたり不規則に変化する。