scholarly journals Centre-of-mass and minimal speed limits of the great hammerhead

2020 ◽  
Vol 7 (10) ◽  
pp. 200864
Author(s):  
Gil Iosilevskii

The great hammerhead is denser than water, and hence relies on hydrodynamic lift to compensate for its lack of buoyancy, and on hydrodynamic moment to compensate for a possible misalignment between centres of mass and buoyancy. Because hydrodynamic forces scale with the swimming speed squared, whereas buoyancy and gravity are independent of it, there is a critical speed below which the shark cannot generate enough lift to counteract gravity, and there are anterior and posterior centre-of-mass limits beyond which the shark cannot generate enough pitching moment to counteract the buoyancy–gravity couple. The speed and centre-of-mass limits were found from numerous wind-tunnel experiments on a scaled model of the shark. In particular, it was shown that the margin between the anterior and posterior centre-of-mass limits is a few tenths of the product between the length of the shark and the ratio between its weight in and out of water; a diminutive 1% body length. The paper presents the wind-tunnel experiments, and discusses the roles that the cephalofoil and the pectoral and caudal fins play in longitudinal balance of a shark.

Proceedings ◽  
2020 ◽  
Vol 49 (1) ◽  
pp. 104
Author(s):  
Kenichi Nakagawa ◽  
Hiroaki Hasegawa ◽  
Masahide Murakami

The purpose of this study is to investigate the difference in aerodynamic properties between the feather shuttlecock and the synthetic shuttlecock. In particular, we focus on the aerodynamic stability of the two types of shuttlecock during impulsive change of an angle of attack (flip movement). Wind tunnel experiments are performed by using two types of the badminton shuttlecock (feather and synthetic shuttlecocks) to measure the fluid forces, and to visualize the flow fields around the shuttlecock. It is confirmed that the pitching moment coefficient at a near-zero angle-of-attack for feather shuttlecock is larger than that for synthetic shuttlecock. The results indicate that the feather shuttlecock demonstrates high stability in response to the flip phenomenon.


2011 ◽  
Vol 60 (1) ◽  
pp. 87-102 ◽  
Author(s):  
Andrea Farsang ◽  
József Szatmári ◽  
Gábor Négyesi ◽  
Máté Bartus ◽  
Károly Barta

Összefoglalva megállapítható, hogy nagyobb szélsebesség hatására több talajanyag erodálódott, és ezzel együtt megnőtt az áthalmozott tápanyag mennyisége is. Minden vizsgált szélsebesség esetében a szélerózió következtében 3–7%-kal megnőtt az 1 mm és annál nagyobb szemcsék, illetve aggregátumok aránya a kiindulási talajanyag felső 0–1 cm-es rétegében. A finomabb szemcse-, illetve aggregátum-átmérők esetén a fújatást követően csökkenést tapasztaltunk. A leginkább a 315 μm és az annál kisebb szemcsék aránya csökkent, átlagosan 1–2%-kal. A minták kémiai és fizikai elemzéseiből megállapítható, hogy a láda utáni humuszosabb, aggregátumosabb szerkezetű minták N-tartalma nagyobb, mint az alapmintáé. A fogók mintáiban nem tapasztaltunk feldúsulást egy vizsgált elem esetében sem, a fogókban összegyűlt talajanyag kálium- és foszfortartalma is kisebb volt, mint az alapmintáé. Ennek oka, hogy az itt csapdázódott üledékben kisebb a tápanyag-megkötődés helyéül szolgáló leiszapolható rész aránya, mint a kiindulási talajanyagban. A vizsgálatainkból látszik, hogy a szélerózió hatására a lebegtetve, illetve ugráltatva áthalmozott talajszemcsékkel és aggregátumokkal szállított humusz 500–3500 kg/ha nagyságrendben mozoghat a vizsgált csernozjom területen akár egyetlen szélesemény hatására is. A kálium-áthalmozódás mértéke elérheti a 100 kg/ha értéket, a foszforé a 70 kg/ha-t, a nitrogénveszteség mértéke pedig akár 200–300 kg/ha is lehet egy szélesemény alkalmával. E tápanyagmennyiség nagy része több száz méter, de akár kilométeres távolságokra is távozhat a területről. Az általunk végzett szélcsatornás vizsgálatok eredményei becslésnek tekinthetők, hiszen vizsgálatunk során növénymaradvány-mentes, szitált és légszáraz talajanyaggal dolgoztunk. A szitálás eredményeként csupán a 2 mm-es és annál kisebb aggregátumok maradtak meg, ami azonban az intenzív művelés alá vont, porosodott, leromlott szerkezetű talajfelszín körülményeit jól közelíti. Ugyanakkor a természetben zajló széleróziós eseményeknek a szélcsatorna-kísérlet csak leegyszerűsített modellváltozata, hiszen az általunk szimulált szélesemények 15 percig tartottak, s nem tudtunk széllökéseket előállítani, melyek a széleróziós események alakulásában nagy jelentőségűek. Ennek tudatában kell a kapott eredményeket értékelni, mégis érdemes velük foglalkozni. A terepi mérésekkel szemben a szélcsatornában végzett vizsgálatoknak éppen az a legfontosabb előnye, hogy ellenőrzött, kontrollált körülmények között végezzük a méréseket, így rengeteg olyan szempontot meg tudunk vizsgálni, amit terepi mérésekkel lehetetlen lenne. Ilyen szempontok a pontos szélsebesség és szélirány hatása, az erodált felület nagysága és tulajdonságai. Kutatásunk következő lépése a szélcsatornás kísérletekkel vizsgált mintaterületeken terepi, mobil szélcsatornás vizsgálatok végzése, valamint terepi üledékcsapdák elhelyezésével a valós szélesemények által elszállított talaj mennyiségének és minőségének meghatározása. Célunk mind pontosabb képet alkotni a hazai jó minőségű csernozjom talajok szélerózió okozta tápanyagveszteségének mértékéről. A mezőgazdasági művelés alatt álló csernozjom területek feltalajában a tápanyag és szerves anyag szélerózió útján történő mozgási törvényszerűségeinek feltárása több szempontból is hasznos: segítséget jelent a területi tervezésben, a defláció szempontjából optimális területhasználat és művelési módok meghatározásában. Képet kapunk arról, hogy a legnagyobb gazdasági potenciállal rendelkező termőtalajunk milyen veszélyeknek van kitéve, s hogy a nem megfelelő időben, nem megfelelő nedvességviszonyok mellett történő talajművelés következtében kialakuló szerkezetromlás (porosodás) miatti deflációs károk milyen tápanyagveszteséggel járhatnak együtt.


2018 ◽  
Vol 65 (1) ◽  
pp. 93-125
Author(s):  
G. Bordogna ◽  
J.A. Keuning ◽  
R.H.M. Huijsmans ◽  
M. Belloli

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document