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クエリ検索: "浮力"
20,558件中 1-20の結果を表示しています
  • 加藤 伸明, 水野 安史, 定本 嘉郎
    科学教育研究
    2020年 44 巻 4 号 367-374
    発行日: 2020年
    公開日: 2021/02/05
    ジャーナル フリー

    We have developed teaching materials to directly measure the buoyant force of a body, using an equal-arm balance. First, to cancel the gravity effect, we made the arm of balance horizontal by attaching the body and an appropriate weight of clay at each end of the arm in the air. After this, we immersed the body in water. The body, being exposed to buoyancy only, floated. Next, we made the arm of balance horizontal again by pushing down the body-side arm with an electric balance. Thus, the display of the electric balance has been arranged so as to stand for the buoyant force of the body. We implemented a class practice at a public lower secondary school with these teaching materials for encouraging students to understand that the buoyant force of the body depends on the volume and is independent of its position, shape, and mass. The results are as follows: Students’ understanding for the contents of buoyancy treated in the practice improved. Furthermore, improvement of students’ understanding is also useful for buoyancy problems which are concerned with moving bodies and with boards in different situations of position and direction, which were not treated in the practice.

  • -中学生を対象とした科学教室を例としてー
    川村 隆仁, 川村 教一, 山下 清次
    日本科学教育学会研究会研究報告
    2017年 32 巻 3 号 73-78
    発行日: 2017/12/02
    公開日: 2018/07/01
    研究報告書・技術報告書 フリー

    本研究では中学生を対象に,次の2 点をねらいとした授業実践を行った。① 開発した実験装置を用いることで,様々な事柄を変化させた時の

    浮力
    の大きさの変化 を体感すること。②
    浮力
    の大きさは水中にある物体の体積によることを見出すこと。その結果,生徒に
    浮力
    概念を身に付けさせることができた。ただし,体感のみでは全 ての生徒が
    浮力
    概念を身に付けることはできず,特に水中に入れる物体の質量と沈め る深さについては,複数の事柄と
    浮力
    の大きさとの関係を測定したり,測定結果から グラフを作成したりする必要があることが示唆された。

  • (その1) 非等方性乱流拡散現象
    福地 信義, 李 旗
    日本造船学会論文集
    1990年 1990 巻 168 号 645-653
    発行日: 1990年
    公開日: 2009/09/16
    ジャーナル フリー
    The thermal and moisture states of the environment in enclosed spaces, such as the reefer hold of a refrigerated cargo ship or the air-conditioned living spaces, are manipulated by a forced circulation of air with controlled temperatures. The natural tendency to form thermal layers and heat pockets in the absence of properly balanced heat and humidity distributions in the air circulation, could make the living spaces uncomfortable and damage the refrigerated cargo. This makes it necessary to investigate and establish the various factors that govern this situation, through a detailed analysis of the problem.
    This paper makes a precise numerical investigation of the thermal and humid environments in an anisotropic turbulent air flow subjected to gravitational effects, by including the diffusion terms with buoyancy effects also, in the momentum, heat and humidity transport equations. The air flow velocity, temperature and humidity distributions are experimentally measured in a thermally insulated box chamber, in which moist hot air blows and spontaneous evaporation from water pans kept on the floor, were employed to control the temperature and humidity distributions. Numerical and experimental results are compared with each other to justify the validity of the present theoretical formulation of the problem of turbulent heat and moisture transfer with buoyancy effects.
  • 永井 久也, 埴淵 晴男
    日本建築学会技術報告集
    2000年 6 巻 10 号 143-148
    発行日: 2000/06/20
    公開日: 2017/01/25
    ジャーナル フリー
    This paper presents the comparisons between the field experimental results of fire in a high-rise building with a void space and the computational results by a standard high-Reynolds number k-ε model. In conclusion, the computational air flows and temperatures in the void space are locally higher than the experimental results because the computational results by the k-ε model with Boussinesq approximation overestimate the highly-buoyancy flows. However the inflow rate into the space and the averaged temperature in the space agree with the measurements relatively.
  • 南 勲, 喜多 威知郎, シャジァリ モハマドホセイン, ロハディヤント サイフル, 尹 君變, 徐 榮済
    農業土木学会論文集
    1990年 1990 巻 148 号 43-49,a1
    発行日: 1990/08/25
    公開日: 2011/08/11
    ジャーナル フリー
    分水装置をパイプシステムに用いる場合, 空気を混入せず定量の分水を保証し, かつ下流の水利用に応じて自動的に開始・停止するような機能を持つことが必要である。
    浮力
    を用いた潜りオリフィス型自動定量分水装置は, 上記目的のために開発したものであるが, ここではとくに, 分水管吐出口の水理諸係数に新しく得られた実験式を組入れ, 自動定量分水装置の水理特性の解析を行い, かつ本装置の現地試験による有用性を示した。その結果, 長方形越流堰とフロートを用いたものに比し, 潜りオリフィスとフロートを用いた自動定量分水装置は, さらに分水精度を改善しうることを明らかにした。
  • 義江 龍一郎, 村上 周三, 加藤 信介
    日本建築学会計画系論文集
    1999年 64 巻 521 号 55-62
    発行日: 1999/07/30
    公開日: 2017/02/03
    ジャーナル フリー
    Measurement of turbulent flow properties on natural convection in a model fire room was conducted using a Laser Doppler Velocimeter (LDV) and a fine thermocouple of 12μm diameter. The purpose of the experiment is to obtain data for validating the numerical simulation of a turbulent flow field where significant density variation caused by a large temperature variation is expected. This experiment quantitatively clarifies the turbulence characteristics of velocity and temperature which have hardly been measured by previous studies related to this problem. The results of this experiment provide valuable data for verifying 3-D numerical simulations with density variation. In this report, the experimental results on turbulence quantities are described.
  • ―「浮力」の概念に関する指導方略への提言―
    新里 和也, 古屋 光一
    理科教育学研究
    2014年 54 巻 3 号 403-417
    発行日: 2014/03/18
    公開日: 2014/04/24
    ジャーナル フリー
    本研究では, 中学生から大学生までの「
    浮力
    」の理解を明らかにするために2 つの調査を実施した。調査Ⅰの目的は, 中学校段階における「水圧」の学習が, その後学習する「
    浮力
    」の理解にどのような影響を与えるのかを対象者の「水圧」の認識と「
    浮力
    」の認識の観点から検討することである。また, 調査Ⅱの目的は, 浮き沈みする水中の物体(水面に浮かんでいる状態および水そうの底に沈んでいる状態の物体を含む)に働く「
    浮力
    」の大きさに関する対象者の認識を明らかにすることである。調査Ⅰの結果, 以下の2 点が明らかとなった。
    (1)「水圧」の大きさを正しく認識している対象者は, 「
    浮力
    は深い方が大きい」もしくは, 「
    浮力
    の大きさは同じ」と回答する傾向にあるが, 「
    浮力
    は浅い方が大きい」と回答することはほとんどない。
    (2)「水圧」の大きさを誤って認識している対象者には, 「
    浮力
    」は「浅い方が大きい」, 「深い方が大きい」, および「
    浮力
    の大きさは同じ」とする3 つの回答が混在している。したがって, 「水圧」の学習は, 「
    浮力
    」の理解に一定の効果がある。調査Ⅱの結果, 以下の2 点が明らかとなった。
    (1)「
    浮力
    」を学習していない対象者には, 「水中で静止しているひもでつるした物体に
    浮力
    は働くが, 水中において浮き沈みする物体に
    浮力
    は働かない」とする誤った考えが多く見られた。
    (2)一方, 「
    浮力
    」を学習した対象者には, 上記のような誤った考えよりも, 「物体全体が水中に没している場合と, 物体の一部が水面から出ている場合の
    浮力
    の大きさは同じ」とする誤った考えが多く見られた。したがって, 水中で静止している物体に働く「
    浮力
    」だけではなく, 水中で運動している物体に働く「
    浮力
    」を検討することは, 「
    浮力
    」の理解を促進する。あわせて, これらの結果から, 授業改善の方向性を示した。
  • 矢野 幸夫
    物理教育
    2012年 60 巻 3 号 194-197
    発行日: 2012/09/03
    公開日: 2017/02/10
    ジャーナル フリー
    0.001gまで測定できる電子天秤を使うと,わずか10mLの気体の体積変化による
    浮力
    が測定できる。この電子天秤で空気からの
    浮力
    を測定するいくつかの実験を行い,
    浮力
    とアルキメデスの原理を興味深く学ぶことができる教材を開発した。また
    浮力
    を利用すると,気体の分子量をとても簡単な実験で求めることができる。この方法は気体の体積を測定する必要がないので実施が用意である。
  • 道奥 康治
    混相流
    1996年 10 巻 3 号 294-296
    発行日: 1996/09/15
    公開日: 2011/02/22
    ジャーナル フリー
    海洋、大気、陸水域など地球上の流れの大部分は密度成層乱流であり、異なる流体相間に
    浮力
    (密度) 差を伴う混相乱流である。流れは「層」と同時に「相」を成している。多くは温度や塩分濃度差に起因する「液-液」あるいは「気-気」混相流であるが、気温と湿度からなる大気成層流・海洋の砕波・水面での気体交換過程などの「気-液」混相流や、濁度-水温などの「固-液」混相流のように異相の流体成分からなる混相流も存在する。後者では、
    浮力
    効果に加えて異相間の相互作用が重要となるが、本文では
    浮力
    が支配的な前者の場合に限定して、主に
    浮力
    と乱流輸送力の比をあらわす成層パラメーター: リチャードソン数、密度フルード数、について解説する。
  • 荒井 誠, 鈴木 慎哉, 鈴木 和夫, 田中 優
    日本船舶海洋工学会論文集
    2011年 13 巻 257-266
    発行日: 2011年
    公開日: 2011/09/08
    ジャーナル フリー
    This paper describes the concept of the buoyancy-control type ballast-free ship proposed by Yokohama National University and the result of various studies carried out to examine its performance. In this study, we carried out model experiments in a water circulating channel to measure the ability of the system to exchange seawater in the buoyancy control tanks. We also confirmed by numerical analysis that the increase of the ship resistance by the appendage, i.e., intake and exit vents, is less than 1 percent of the total ship resistance. One of the aims of this concept is to alter existing ships to ballast-free ones by leaving the structures of the existing ships almost as they are, i.e., ballast tanks of conventional ships are to be used as buoyancy control tanks necessary for the proposed system with slight modifications. In order to realize retrofitting of conventional ships to ballast-free ships easily, we propose a simple method by inserting intake and exit units into the space between longitudinal stiffeners on the ship bottom.Furthermore, structural analysis by using a finite element method was performed and we confirmed that no serious problem occurs by the buoyancy control operation. The proposed ballast-free ship concept is a favorable option to solve the ship's ballast water problem.
  • 南 勲, 土井 義暢, シャジャリ モハマドホセイン, ロハデヤント サイフル, 尹 晃燮, 徐 榮済
    農業土木学会論文集
    1990年 1990 巻 145 号 73-79,a2
    発行日: 1990/02/25
    公開日: 2011/08/11
    ジャーナル フリー
    自動定量分水装置において, フロートと連結したストップ板と, 分水管吐出部下端との間に存在する開度は, 自動制御の動作中常に増減を繰返している。分水管の流量係数は, 本装置自動制御の精度を決定する最も重要な要素であるため, 水理実験による詳しい研究を行った。その結果, 上記流量係数およびストップ板に作用する動水圧分布について, 具体的な実験公式を誘導することができた。この結果は, 本分水装置の設計に反映しうる。
    今後, 水管理の改善は, 農業水利事業の中心的役割を演じると思われるが, とくに長大管水路の分水管理装置の改善に対して, 本研究成果は大きな貢献をするものと考える。
  • 大平 昇, 加藤 信介, 村上 周三
    日本建築学会計画系論文集
    1998年 63 巻 503 号 33-38
    発行日: 1998/01/30
    公開日: 2017/02/02
    ジャーナル フリー
    When we analyze non-isothermal turbulent flowfield, we have both cases of stable and unstable. The modified new k-ε model (MKCO k-ε) which can reproduce both damping and accelerating vertical turbulence flux by buoyancy has been devised. A 2-D simulation is conducted for non-isothermal room airflow using the modified model. The results are compared with those of the model experiment and those based on other k-ε models. The present model predicts it better than the existing models.
  • 石井 登志夫
    物理教育通信
    2021年 184 巻 4-9
    発行日: 2021年
    公開日: 2021/07/05
    ジャーナル 認証あり
  • 白石 靖幸, 加藤 信介, 石田 義洋
    日本建築学会環境系論文集
    2004年 69 巻 577 号 13-18
    発行日: 2004/03/30
    公開日: 2017/01/27
    ジャーナル フリー
    In order to clarify the prediction accuracy of Boussinesq approximation, natural convection in a enclosure with heated and cooled vertical walls is analyzed by CFD technique based on Boussinesq approximation and low Mach number approximation. In the case of ΔT=300℃, the difference of the velocity profile between Boussinesq approximation and low Mach number approximation is great, and about 20% of the maximum velocity in the perpendicular direction. The cause which produces such a difference is mainly due to fact that the density of air in the continuity equation is constant in Boussinesq approximation.
  • 松浦 拓也
    日本科学教育学会年会論文集
    2014年 38 巻 2G1-Z1
    発行日: 2014/09/13
    公開日: 2018/05/16
    会議録・要旨集 フリー
    現行の中学校学習指導要領では,
    浮力
    に関する学習は第1学年で取り扱うことになっている。一方,現在の大学生が中学生時代に使用していた教科書は,旧学習指導要領準拠であったため,
    浮力
    に関する学習は発展的内容として限定的に取り扱っていた。本研究では,このような世代の大学生を対象に,
    浮力
    に関する認識の実態を明らかにするために概念調査を実施した。その結果,高等学校において物理Iを履修していた学生が約9割の集団においても,「
    浮力
    」の意味を適切に説明できた学生は約5割,「船が浮かぶ理由」を適切に説明できた学生は約2割であった.これらの結果より,理系の大学生においても,公式やキーワードを断片的に暗記しているのみであり,
    浮力や浮力
    が関連する現象を適切に説明することに課題がある学生が多いことが明らかとなった.
  • 近藤 靖史, 長澤 康弘, 藤村 淳一
    日本建築学会計画系論文集
    2000年 65 巻 534 号 57-62
    発行日: 2000/08/30
    公開日: 2017/02/03
    ジャーナル フリー
    This paper describes the simulation method of the indoor humidity and temperature distributions that is important to study the wet area in rooms. (1) Buoyancy Effect of Humidity Ratio The air density depends not only on temperature but on mass concentration such as humidity, therefore the buoyancy effect of humidity may be appeared in some spaces where the spatial distribution of humidity is very large. The treatment method of this effect into the k-ε turbulence model was discussed in this paper. (2) Near Wall Mass Transfer In order to study the airflow and humidity distributions near wall region, the two-dimensional cavity flows was simulated based on the Low-Reynolds number k-ε model.
  • 荒井 誠, 若林 康太, 菊池 知彦, 下出 信次
    日本船舶海洋工学会論文集
    2013年 17 巻 177-184
    発行日: 2013年
    公開日: 2014/01/17
    ジャーナル フリー
    To cope with the problems in the marine ecosystem caused by the ballast water from ships, the IMO adopted the International Convention for the Control and Management of Ships' Ballast Water and Sediments in 2004. In response to this legislation, ballast water treatment systems are being developed worldwide. The ballast-free ship concept proposed by Yokohama National University is aimed at solving this ballast water problem from a completely different standpoint. In the proposed system, seawater continuously passes through the buoyancy control tank to keep the contents of the water inside the tank the same as that outside the ship. A series of studies on this new concept has been carried out by the authors, including the analysis of seawater circulating performance inside the buoyancy control tanks, an examination of the increase in resistance caused by adding small appendages such as intake and exit gates on the ship bottom, a study of structural integrity of the system, and related work. In the present study, we used a scale model of an actual double bottom tank and carried out an experiment to examine the water exchange performance of the proposed system on the open sea. In the model experiment, the water inside the tank was set as fresh water initially, and as time passed, the water inside the tank changed to the seawater outside the tank. The water locality ratio inside the tank was evaluated based on the salinity change of the water inside the tank and the change of the numbers of phytoplankton cells inside the tank. Numerical results and experimental results were compared to examine the performance of the proposed ballast-free system.
  • 村上 周三, 加藤 信介, 義江 龍一郎
    日本建築学会計画系論文集
    1995年 60 巻 472 号 45-54
    発行日: 1995/06/30
    公開日: 2017/01/27
    ジャーナル フリー
    Natural air convection along a heated vertical plate is numerically simulated and the results are compared with experiments conducted by the present authors. The temperature difference between the plate surface and the ambient air, ΔT, is set at 43℃ and at 404℃. Low - Reynolds number k-ε models with variable density and that of incompressible flow with Boussinesq approximation are used for the simulations. The two variable density models differ in their treatment of density fluctuation. In the case of ΔT=43℃, the results of the three numerical models correspond well to the experimental results and differ little from each other. In the case of ΔT=4Q4℃ there are considerable differences between the results of the three numerical models. A better agreement with the experimental results is found in the models with variable density.
  • 永井 久也, 正木 誉子, 清水 芳樹, 湯谷 孝夫, 油野 健志
    日本建築学会計画系論文集
    1999年 64 巻 523 号 45-51
    発行日: 1999/09/30
    公開日: 2017/02/03
    ジャーナル フリー
    This paper presents measurements of the full-scale field experiment in a high-rise building with a large void space to investigate heat and smoke behavior in fire stage. The large cavity space is 68.2m high and has a 174 m^2 floor. The major results are as follows. (1) The smaller the area of bottom opening is, the higher is temperature and concentration of smoke in the space. (2) The turbulence of fire plume in the space without the bottom opening is stronger than that with it. (3) The larger the area of bottom opening is, the larger is the air inflow rate from it into the space. However, the relationship between them is not linear
  • 福地 信義
    日本造船学会論文集
    1984年 1984 巻 155 号 191-197
    発行日: 1984年
    公開日: 2009/09/16
    ジャーナル フリー
    The controlled thermal environments in enclosed space during natural convection, such as a reefer hold of refrigerating cargo ship, are unnegligibly affected by thermal radiation. The quantity of heat transfer by thermal radiation depends upon surface temperature, emissivity and geometric configuration factor of surrounding walls.
    In order to investigate the effects of heat radiation to thermal environment, the radiative flux and heat flow between surrounding walls are measured in an air conditioned chamber installed a wall with lusterless black surface during allowing to warm or cool. Further, three dimensional analyses of heat transfer taking account of heat radiation are carried out for the model of the chamber used for measurements and the results of theory and experiment are compared.
    The relations between the emissivity of surface and the heat radiative flux or the distribution of air temperature in enclosed space are clarified by the results of calculation.
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