高尔夫的表面凹坑问题.ppt

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1、流体力学研讨汇报展示刘航201142111杜志垚201142114流体力学研讨汇报展示高尔夫简介流体力学原理延伸探讨目录高尔夫简介流体力学原理分析延伸探讨目录第一部分Theintroductionofthereport高尔夫简介总体概况高尔夫简介调研方法Theintroductionofthegolf第一部分最早的高尔夫球现在的高尔夫球高尔夫简介调研方法Theintroductionofthegolf第一部分高尔夫，俗称小白球，是一种室外体育运动。个人或团体球员以不同的高尔夫球杆将一颗小球打进果岭的洞内。大部份

2、的比赛有18洞，杆数最少的为优胜者。英国公开赛、美国公开赛、美国大师赛和美国职业高尔夫球协会锦标赛是高尔夫球界的四大大满贯赛事。高尔夫球普遍被视为苏格兰人的发明，今日的高尔夫球18洞制度亦由苏格兰制定，当地亦有全球最历史悠久的高球会，被视作苏格兰国粹。关于其起源共有荷兰起源说、苏格兰起源说、中国起源说、法国起源说。为什么高尔夫球表面有凹凸的小坑?wH流体力学原理第二部分TheanalysisofthefluidmechanicsY第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二

3、部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析物体或高尔夫球在空气中飞行，最早空气被想象为没有黏性的，或者说是没有摩檫的。这时流过物体表面的流体质点和物体表面质点的速度可以不同，它们之间是有正压力却没有切向力。这就好像把重物体在另一物体的水平面上拖着走时没有阻力一样。人们把这种没有黏性的流体称为理想流体。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析事实却不尽然，人们开始认识到实际流

4、体与理想流体的区别。最早给出流体黏性摩阻实验探讨的是法国学者马略特（Mariotte,E,1620－1684）。在理论上真正弄清楚这个问题，一直得到19世纪的中叶，先后由法国的纳维（1820）和英国的斯托克斯（1845），导出了黏性流体的运动方程，人们才开始理解流体摩阻的存在。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析不过流体作用在运动物体上的阻力还要复杂一些，除了上面的这种由流体的黏性引起的阻力外，还

5、有一种由于流场改变所产生的阻力。而且在物体运动速度较快时，这种阻力会占阻力的大部分。原来当物体快速飞行时，在物体前面和后面的产生了很大的压差，即前面的压力大，后面的压力小。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析边界层分离总是和漩涡同时产生的。球后面是中心压力很小的漩涡，而球前面的压力是较大的，由于这个压力差，球就受一个很大的阻力。一般说来，球的飞行速度越大，边界层的分离就越早，在球的后面形成的漩涡区

6、也就越大，这种压差所形成的阻力也越大。从根本上说，边界层分离的现象也是由于流体有黏性的缘故。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析高尔夫球有小坑，飞行时小坑附近产生了一些小的漩涡，由于这些小漩涡的吸力，高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引，边界层的分离点就推后许多。这时，在高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小很多第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流

7、体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析使得凹凸的高尔夫球边界层分离推后很多，前后的压力差减小，所受阻力也减小。实际上，对光滑的高尔夫球，一杆子最多飞行数十米，而麻脸的高尔夫球一杆子可以飞行二百多米。可见高尔夫球小坑的减阻效果是非常明显的。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析横向力分析：现在让我们考虑一只以一定速度前进的球，这个球一方面前进，同时还绕水平

8、且垂直于前进方向的轴作旋转。如图a，球的上表面相对流速较大，下表面相对流速较小。按照伯努利定律，沿着一根流线，速度大的地方压力小，速度小的地方压力大。第一部分Theintroductionofthegolf高尔夫简介流体力学原理第二部分Theanalysisoffluidmechanics流体力学分析在这个压力差下球a受一个向上的力，所以它在飞行中有一个上飘的趋势。同样的道理，球b受一