研究人员使用风洞实验来揭示偷偷浮动的秘密

时间：2021-12-30 19:58:03来源：

筑波大学研究人员使用风洞实验来研究排球的面板在飞行中，不对称空气动力学可能对航空有影响。

由筑波大学领导的研究小组使用风洞和击中机器人研究了排球的空气动力学。他们发现，无论标准球的取向，面板的图案都呈现出空气流的不对称表面，导致其飞行模式的偏差。这项工作可能有助于在流体动力学领域的未解决问题上阐明光线。

空气动力学，这是空气的行为，因为它在物体周围流动，在许多运动中起着巨大的作用。这包括高尔夫，棒球，网球，足球，当然，排球。足球运动员可以“弯曲”进入目标，而棒球投手扔基球球，可以围绕一个反对球员的蝙蝠跳舞。在这些情况下，空气动力学性能用于获得竞争优势。研究这些现象的科学家倾向于关注球围绕球的空气边界层。例如，高尔夫球上的凹坑会导致它在驱动器上飞得更远。这是因为凹坑通过产生湍流边界层来减少拖动。但这些效果强烈取决于球行进的速度，以及表面粗糙度。

“当球形球穿过空气时，一直缠绕的湍流，旋转的空气落后，导致它放慢速度，”首次作者宋洪康。“但是如果球足够快，这种唤醒突然缩小，并且在称为阻力危机的现象中的阻力力偏降。”如果球附近的边界层的层流动开始变动变动，有经验的球员可以利用所产生的奇怪的空气动力学效果，以使球出乎意外地使球转动。特别是，排球运动员可以在他或她的浮动方面获得一些额外的速度，以了解这些原则。

在风洞实验中，研究人员发现标准排球上的面板导致了不可预测的飞行模式。他们还发现球中的六边形图案显着降低了拖累危机所需的阈值，而凹陷的图案球增加它。因此，本研究表明，可以使用排球的表面设计来控制阻力危机的条件。

“最常用的排球有六个面板，每个面板用三个平行的矩形条制成。这使得轨迹强烈依赖于球的方向。使用六边形或凹陷模式，可以显着提高飞行的一致性，“作者Takeshi Asai说。“这项研究可能不仅在体育中具有重要影响，而且还具有开发更高效和稳定的无人机。”

参考：Sungchan Hong，Takeshi Asai和Byung Mook Weon，2019年8月13日，Apply Science，“卷球中的卷球拖曳修改的表面模式”。
10.3390 / APP9194007