高爾夫的表面凹坑問題

1、08機電1班Electrical and MechanicalMy class one流體力學(xué)研討匯報展示劉 航 201142111杜志垚 201142114流體力學(xué)研討匯報展示高爾夫簡介流體力學(xué)原理延伸探討目錄高爾夫簡介流體力學(xué)原理分析延伸探討目錄第一部分The introduction of the report高爾夫簡介總體概況第一部分Electrical and MechanicalMy class one, our home高爾夫簡介調(diào)研方法The introduction of the golf第一部分 最早的高爾夫球最早的高爾夫球現(xiàn)在的高爾夫球現(xiàn)在的高爾夫球第一部分Electri

2、cal and MechanicalMy class one, our home高爾夫簡介調(diào)研方法The introduction of the golf第一部分 高爾夫，俗稱小白球，是一種室外體育運動。個人或團體球員以不同的高爾夫球桿將一顆小球打進果嶺的洞內(nèi)。大部份的比賽有18洞，桿數(shù)最少的為優(yōu)勝者。 英國公開賽、美國公開賽、 美國大師賽和美國職業(yè)高爾夫球協(xié)會錦標(biāo)賽是高爾夫球界的四大大滿貫賽事。高爾夫球普遍被視為蘇格蘭人的發(fā)明，今日的高爾夫球18洞制度亦由蘇格蘭制定，當(dāng)?shù)匾嘤腥蜃顨v史悠久的高球會，被視作蘇格蘭國粹。關(guān)于其起源共有荷蘭起源說、蘇格蘭起源說、中國起源說、法國起源說。 第二部分E

3、lectrical and MechanicalMy class one, our home 為什么高爾夫球表面有凹凸的小坑?wH流體力學(xué)原理第二部分The analysis of the fluid mechanicsY第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析物體或高爾夫球在空氣中飛行，最早空氣被想象為沒有黏性的，或者說是沒有摩檫的。這時流過物體表面的流體質(zhì)點和物體表面質(zhì)點的速度可以不同，它們之間是有正壓力卻沒有切向力。這就好像把重物體在另一物體的水平面上拖著走時沒

4、有阻力一樣。人們把這種沒有黏性的流體稱為理想流體。第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析事實卻不盡然，人們開始認識到實際流體與理想流體的區(qū)別。最早給出流體黏性摩阻實驗探討的是法國學(xué)者馬略特（Mariotte, E, 16201684）。在理論上真正弄清楚這個問題，一直得到19世紀的中葉，先后由法國的納維（1820）和英國的斯托克斯（1845），導(dǎo)出了黏性流體的運動方程，人們才開始理解流體摩阻的存在。第一部分The introduction of the golf高爾

5、夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析不過流體作用在運動物體上的阻力還要復(fù)雜一些，除了上面的這種由流體的黏性引起的阻力外，還有一種由于流場改變所產(chǎn)生的阻力。而且在物體運動速度較快時，這種阻力會占阻力的大部分。原來當(dāng)物體快速飛行時，在物體前面和后面的產(chǎn)生了很大的壓差，即前面的壓力大，后面的壓力小。第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析邊界層分離總是和漩渦同時產(chǎn)生的。球后面是中心壓力很小的漩渦，而球前面的壓力

6、是較大的，由于這個壓力差，球就受一個很大的阻力。一般說來，球的飛行速度越大，邊界層的分離就越早，在球的后面形成的漩渦區(qū)也就越大，這種壓差所形成的阻力也越大。從根本上說，邊界層分離的現(xiàn)象也是由于流體有黏性的緣故。第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析高爾夫球有小坑，飛行時小坑附近產(chǎn)生了一些小的漩渦，由于這些小漩渦的吸力，高爾夫球表面附近的流體分子被漩渦吸引，邊界層的分離點就推后許多。這時，在高爾夫球后面所形成的大漩渦區(qū)便比光滑的球所形成的漩渦區(qū)小很多第一部分The i

7、ntroduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析使得凹凸的高爾夫球邊界層分離推后很多，前后的壓力差減小，所受阻力也減小。實際上，對光滑的高爾夫球，一桿子最多飛行數(shù)十米，而麻臉的高爾夫球一桿子可以飛行二百多米?？梢姼郀柗蚯蛐】拥臏p阻效果是非常明顯的。第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析橫向力分析：現(xiàn)在讓我們考慮一只以一定速度前進的球，這個球一方面前進，同時還繞水平且

8、垂直于前進方向的軸作旋轉(zhuǎn)。如圖a，球的上表面相對流速較大，下表面相對流速較小。按照伯努利定律，沿著一根流線，速度大的地方壓力小，速度小的地方壓力大。第一部分The introduction of the golf高爾夫簡介流體力學(xué)原理第二部分The analysis of fluid mechanics流體力學(xué)分析在這個壓力差下球a受一個向上的力，所以它在飛行中有一個上飄的趨勢。同樣的道理，球b受一個向下的力，所以它在飛行中有一個向下沉的趨勢。前進中的旋轉(zhuǎn)物體受一個垂直于前進方向的力，這種現(xiàn)象最早是上一世紀由德國物理學(xué)家馬格努斯發(fā)現(xiàn)的，所以人們一直稱它為馬格努斯效應(yīng)。高爾夫簡介第二部分The

9、analysis of the fluid mechanics延伸探討第三部分Discuss and comsideration建議總結(jié)上一世紀，人們?yōu)榱耸古趶椩陲w行時保持發(fā)射時的位相，為此在槍堂內(nèi)增加了來復(fù)線，即一種螺旋形的刻槽，這樣，槍彈離開槍膛后就形成一個繞槍堂為軸的高速旋轉(zhuǎn)，由于高速旋轉(zhuǎn)的物體有保持原有方向的性質(zhì)，整個槍彈在飛行中便會保持原來的方向不變?？墒沁@樣一來就產(chǎn)生了一個附加的問題，當(dāng)射擊遇到側(cè)面來的風(fēng)時，炮彈除了受風(fēng)的作用發(fā)生偏移外，還由于旋轉(zhuǎn)和風(fēng)的共同作用發(fā)生射程上的偏遠或偏近。設(shè)子彈沿前進的方向作順延伸探討第三部分Discuss and consideration時針旋轉(zhuǎn)，這時左邊來的風(fēng)加大射程，右邊來的風(fēng)縮短射程，就是由于這種風(fēng)在炮彈上產(chǎn)