流体力学与生活.pptVIP

人类虽然长期生活在空气和水环境中，却对一些流体运动现象缺乏认识，现举一些例子来说明 问题一： 表面光滑与表面粗糙 的小球哪个阻力大？ 不言而喻：表面越粗糙阻力也就越大！ 你错了！这是不一定的。高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此用皮革制球。 最早的高尔夫球（皮革已龟裂) 但是在低速时（120英里/小时192km /小时以下），光滑球(3.5英寸=8.89cm)比轻微粗糙球阻力较小。在某一确定临界速度之上（125英里/小时=200 192km /小时），粗糙球的阻力突然变得小于光滑球的阻力。 现在的高尔夫球表面有很多窝坑，在同样大小和重量下，飞行距离为光滑球的5倍。 问题二： 球的阻力如何随速度而变化？ 不言而喻：速度越大阻力也越大！ 对吗？ 错了！不一定。 问题二： V速度 英里/小时 阻力 80 1.5 单位 100 2.4 单位 115 3.0 单位 140 2.3 单位 155 3.1 单位 170 4.0 单位 问题三： 机翼升力：来自下部还是上部？ 人们的直观印象是空气从下面冲击着鸟的翅膀，把鸟托在空中。 19世纪初建立的流体力学环量理论，彻底改变了人们的传统观念。足球的香蕉球现象可帮助理解环量理论。 问题三： 旋转的球带动空气形成环流，一侧气体加速，另一侧减速，形成压差力，使足球拐弯，称为马格努斯效应 机翼的特殊形状使它不用旋转就能产生环量，上部流速加快形成吸力，下部流速减慢形成压力，两者合成形成升力 问题四： 汽车阻力：来自前部还是后部？ 汽车发明于19世纪末，当时人们认为汽车的阻力主要来自前部对空气的撞击，因此早期的汽车后部是陡峭的，称为箱型车，阻力系数（CD）很大，约为0.8。 实际上汽车阻力主要来自后部形成的尾流，称为形状阻力 20世纪30年代起，人们开始运用流体力学原理改进汽车尾部形状，出现甲壳虫型，阻力系数降至0.6。 问题四： 80年代经过风洞实验系统研究后，又改进为鱼型，阻力系数为0.3 以后进一步改进为楔型，阻力系数为0.2。 90年代后，科研人员研制开发的未来型汽车，阻力系数仅为0.137。 谢谢观看 姓名