Watch out! 羽毛球周围原来是这样的!
本届奥运会(东京2020)精彩纷呈,到目前为止出现了很多给人印象深刻的瞬间,尤其羽毛球运动员陈清晨的怒吼“ WATCH OUT!”最让人激动不已。羽毛球被认为是最快的球类运动,吉尼斯世界纪录显示最快球速为426km/h (118m/s,丹麦运动员Kolding,2017)。该速度是网球发球速度纪录的1.6倍(263km/h,澳大利亚运动员Groth,2012),乒乓球速纪录的4倍(112km/h,新西兰运动员Brandt,2003)。
高速飞行的羽毛球在其周边形成了丰富多样的湍流结构,这些湍流结构反过来作用在羽毛球上,使其飞行姿态出现振荡。我们在风洞中利用航华SW02烟线仪对流场进行了可视化实验,试图发现“藏匿”于羽毛球周围的湍流结构。上面这张图片是0度迎角时流场可视化图片。图中可见羽球“穿空气而过”,留下淡淡的尾迹。湍流结构的几何尺寸较小。
下面这些照片是迎角为30度时的可视化图。羽毛球尾流中出现了极大尺度的湍流结构。大尺度结构增加了周围不同流速空气的掺混。可以预见得到羽球在这种情况下会受到更大的阻力。
流动显示实验的设备、参数如下
风洞:航华WT03桌面风洞烟线仪:航华SW02烟线流场可视化仪照相机:佳能EOS-5D2,F4.0,曝光时间1/200秒,ISO800镜头:佳能EF100mm闪光灯:永诺600EX,1/64能量输出烟丝:0.1mm直径不锈钢油:轻质液状石蜡油来流速度:6.0 m/s羽毛球:群力KL09,裙边直径66mm,长度88毫米,羽毛祝大家暑期愉快,祝体育健儿取得更好成绩,加油!
关于航华风洞、烟线仪及其他设备信息欢迎光临航华主页http://www.hanghualab.com,也欢迎关注“航华流体实验”公众号(扫描下面二维码),我们将不定期发布更多关于体育空气动力学信息与大家共同学习。