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主题:有懂流体力学的大牛吗,给点播一下香蕉球原理?
楼主
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CiJianSN
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2022-12-25 00:30:18
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只看此ID
看世界杯有个疑问,就是那个著名的香蕉球原理,至于怎么拐弯,我是这样理解的,不知道问题出在哪里了:
球前进的方向(红色箭头所指),跟右侧球旋转的方向,速度是叠加的,根据伯努利原理
速度越大,压强越小,因此右侧的压强小,左侧的压强大,因此横向力应当向右
但是结论却是向左,问题出在哪里了?
哪位流体力学的高手帮我解解惑 多谢!
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修改:CiJianSN FROM 112.10.133.*
FROM 112.10.133.*
1楼
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pkucannot
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2022-12-25 01:56:41
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只看此ID
因为流体有粘性,球的右侧带动流体向上运动,跟流速方向相反,所以流速小、压力大,左侧相反
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 这是著名的香蕉球,至于怎么拐弯,我是这样理解的,不知道问题出在哪里了:
:
: 球前进的方向(红色箭头所指),跟右侧球旋转的方向,速度是叠加的,根据伯努利原理
: 速度越大,压强越小,因此右侧的压强小,左侧的压强大,因此横向力应当向右
: 但是结论却是向左,问题出在哪里了?
:
: ..................
发自「今日水木 on iPhone 13」
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FROM 180.162.225.*
2楼
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CiJianSN
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2022-12-25 07:15:25
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只看此ID
这可能是一种因素吧,但是空气那点粘性,跟相对运动速度比起来很轻微吧。
以我看,难道不是球的右侧感知到的流速更大吗?
【 在 pkucannot 的大作中提到: 】
: 因为流体有粘性,球的右侧带动流体向上运动,跟流速方向相反,所以流速小、压力大,左侧相反
: 发自「今日水木 on iPhone 13」
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FROM 112.10.133.*
3楼
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upndown
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2022-12-25 07:32:41
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只看此ID
你是对的。以你看是什么样就什么样吧,何为来这儿找不痛快呢?
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 这可能是一种因素吧,但是空气那点粘性,跟相对运动速度比起来很轻微吧。
:
: 以我看,难道不是球的右侧感知到的流速更大吗?
: ...................
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FROM 182.118.236.*
4楼
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StephenLee
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2022-12-25 08:58:23
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只看此ID
跟球感知的速度无关,只跟空气流速有关
【 在 CiJianSN (此间少年) 的大作中提到: 】
: 这可能是一种因素吧,但是空气那点粘性,跟相对运动速度比起来很轻微吧。
:
: 以我看,难道不是球的右侧感知到的流速更大吗?
:
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FROM 183.128.141.*
5楼
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Joseph2012
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2022-12-25 09:00:55
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只看此ID
你这个疑问跟我n年前学理论力学时疑问一样,我现在仍然不知道确切答案。
假设球无限光滑,仍然存在你说的右侧相对速度大,仍然推出走弧线。但是无限光滑的球,旋转与否对空气没差别,肯定不会走弧线的。所以,应用伯努利原理理解,它不是相对于旋转的球面的相对速度
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 看世界杯有个疑问,就是那个著名的香蕉球原理,至于怎么拐弯,我是这样理解的,不知道问题出在哪里了:
:
: 球前进的方向(红色箭头所指),跟右侧球旋转的方向,速度是叠加的,根据伯努利原理
: 速度越大,压强越小,因此右侧的压强小,左侧的压强大,因此横向力应当向右
: 但是结论却是向左,
: ..................
发自「今日水木 on HMA-AL00」
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FROM 1.90.240.*
6楼
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yansky
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2022-12-25 09:24:12
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只看此ID
按你的思路也是左侧速度叠加右侧速度抵消,因此左侧速度大右侧速度低,受力指向左侧。
实际上是这样的:球逆时针旋转带动球表面边界层旋转,在球表面产生一个逆时针环量,在从上到下的来流中,由于如可夫斯基升力原理可知(来流叉乘环量及密度),这个升力指向左侧。
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 看世界杯有个疑问,就是那个著名的香蕉球原理,至于怎么拐弯,我是这样理解的,不知道问题出在哪里了:
: 球前进的方向(红色箭头所指),跟右侧球旋转的方向,速度是叠加的,根据伯努利原理
: 速度越大,压强越小,因此右侧的压强小,左侧的压强大,因此横向力应当向右
: ...................
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FROM 120.204.216.*
7楼
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webhost
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2022-12-25 09:47:54
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只看此ID
实际上这个问题还有一种用动量守恒解释的更容易理解。
与空气同方向的左侧会带动空气继续跟着旋转一会,右侧则相反,导致最终空气离开足球的方向,是偏向右侧的。总的效应就好像是足球从正前方吸进来空气再将它往右后侧喷出去,根据动量守恒,足球就会受到向左的反冲力。
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 这可能是一种因素吧,但是空气那点粘性,跟相对运动速度比起来很轻微吧。
: 以我看,难道不是球的右侧感知到的流速更大吗?
:
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FROM 115.196.138.*
8楼
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fengwudian
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2022-12-25 09:51:05
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只看此ID
其实这个问题很复杂。利用无粘流的伯努利还勉强能解释足球的侧向力。实际飞行中,就连细长体的旋转导弹也会产生侧向力,这个时候来流速度和旋转速度方向是垂直的,根本没法叠加。学者普遍解释是由于旋转导致了周向边界层发生畸变,从而沿周向壁面切向力分布不一致导致,这实际已是粘性导致的。其实很多流体力学机理都很难搞清楚,只能根据试验或计算得出的现象反推一种理论解释。湍流问题现在还是世界性难题
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FROM 111.193.5.*
9楼
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kingdoms
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2022-12-25 10:02:27
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只看此ID
这个问题挺难的。
当年上大物课,老师上课讲这个问题时就讲错了。
结论和你的一样。
好几个踢球的同学站起来表示质疑,
老师表示回去研究一下,下节课再讲。
后来还花了半节课的时间说明这个问题,果然是第一节课错了。
可惜内容我都还给老师了。
【 在 CiJianSN 的大作中提到: 】
: 看世界杯有个疑问,就是那个著名的香蕉球原理,至于怎么拐弯,我是这样理解的,不知道问题出在哪里了:
: 球前进的方向(红色箭头所指),跟右侧球旋转的方向,速度是叠加的,根据伯努利原理
: 速度越大,压强越小,因此右侧的压强小,左侧的压强大,因此横向力应当向右
: ...................
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FROM 61.135.20.*
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