ルアーの動きシミュレーター
ラインアイの位置・ボディの体高・リップの形・巻き速度を変えると、ルアーが上から見てどう振れるかを計算します。振れ角と振動周波数を、回流水槽の実測値と並べて表示します。
上から見た平面の中で、ルアーを剛体として運動方程式を解いています。左右の振れ方と、その周波数が出ます。
数値は回流水槽で測られた実測値と並べて表示します。合っているところと合っていないところが見えるようにしてあります。
何を計算していて、何を借りているか
計算しているのは、上から見た平面の中での運動だけです。
ルアーを剛体として、横の位置とヨー角(頭と尾の左右の振れ)の2つを自由度に取り、運動方程式を数値的に解いています。ルアーを長さ方向に30個に切り、それぞれの区画が受ける流体力を足し上げる方法です。
渦の力は、後流振動子という別の式で与えています。準定常の流体力だけでは振動が減衰して止まってしまい、実物のように振れ続けません。これは論文が「ルアーの振動はカルマン渦による」と説明していることと整合します。
迎角は計算していません。実測から与えています。縦方向の釣り合いを自分で解こうとしたところ、実測の6〜57度に対して1度前後という値しか出せませんでした。ここは論文の記述に置き換えてあります。
詳しい式と、どこが合ってどこが合わないかはこのシミュレーターが計算していることに書きました。
見方
破線の扇は、実測の振れ角です。三木ら2001が流速80 cm/s で測った値を、図から読み取って表示しています。計算結果がこの扇にどれだけ届かないかが、このモデルの限界です。
丸い点がラインアイです。右へ進んでいて、竿は右にあります。スライダーで前後に動かせます。前に付けすぎると振れが小さくなり、後ろに寄せると大きくなります。臺田ら2001が Ct = 0.15 と 0.18 で振動を検出できなかったことに対応します。
巻き速度を変えると、周波数が比例して変わります。これは三浦ら1985が「流速と振動数の間には非常に高い直線性が認められる」と報告している点と一致します。