The passive structures located behind the bluff body change the wake characteristics and fluid-dynamic forces. For example, a splitter plate or hairy filaments attached to the rear of a circular cylinder reduces the drag force by suppressing the wake instability. Meanwhile, the wake instability of the fixed body is closely related to the path instability of a freely falling body; it has been reported that the Reynolds number where the bifurcation occurs for a wake behind the fixed sphere is similar to Re where the falling mode changes for the sphere. Therefore, it can be conjectured that flexible filaments in the rear of a freely falling body would change the falling dynamics compared to that of a body without filaments. In this study, we investigate the effects of filaments when attached to the rear of falling sphere by changing the length and the number of filaments. From our experiments, the filaments reduced the average vertical velocity of the sphere compared to the sphere without filaments, indicating the increase in drag, which is contrast to the passive structures behind the fixed body that reduce drag. The falling times are prolonged because the filaments increase the length of falling trajectory and the rotation of the sphere increases effective area of the sphere with filaments.
물체 후방에 위치한 수동적 구조체는 후류의 특성과 물체에 가해지는 유체력을 변화시킨다. 예를 들어, 원형 실린더 후방에 부착된 스플리터 플레이트나 섬모형 구조체는 후류의 불안정성을 억제함으로써 실린더가 받는 저항을 줄일 수 있다. 이 논문에서는 자유 낙하하는 구의 후방에 부착된 필라멘트의 길이, 유연성, 개수를 변화시켰을 때 구의 운동에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 필라멘트들은 구의 수직 낙하 속도를 필라멘트가 없는 구에 비해 크게 증가시켰다. 이렇게 수직 방향 저항이 증가하는 것은 고정된 물체의 뒤쪽에 있는 필라멘트가 저항을 감소시킨다는 기존 연구 사실과는 대조적인 결과이다. 필라멘트가 있는 경우 구의 궤적은 더 나선형으로 바뀌었으며 궤적의 총 길이 역시 증가하였다.
