旋转弹丸马格努斯力数值计算

旋转弹丸、导弹的设计和弹道计算都要求准确计算弹丸的侧向力、力矩-马格努斯力、力矩。采用时间相关法求解N-S方程(Navier-Stokesequations)来模拟某旋转弹丸的流场,以给定物面切向速度的无滑移边界条件来实现对旋转的模拟,计算了弹丸的马格努斯力、力矩,分析了其与转速、攻角的关系,计算结果与实验结果吻合得很好。

拦截飞鱼类导弹时马格努斯力对旋转弹丸脱靶量的影响

通过解算马格努斯力对高速旋转弹丸外弹道的影响，讨论了在拦截小型掠海目标时，马格努斯力所导致的外弹道偏差，计算了脱靶量，从而证明拦截小型目标时，马格努斯力会对弹丸脱靶量带来较大的影响，建模时不可忽略。

乒乓球轨迹预测与旋转测量研究综述

在乒乓球人机对打过程中,球与球拍/球桌碰撞时会产生旋转,导致球体受马格努斯力的影响发生偏移,难以满足乒乓球机器人精确轨迹预测的要求,而乒乓球轨迹预测与旋转测量技术则有助于提升机器人的预测击打能力。为帮助研究人员了解乒乓球轨迹预测与旋转测量的研究方法和现有技术,文中对乒乓球轨迹预测与旋转测量研究新进展进行综述。基于近年来此领域的研究成果,文中对乒乓球轨迹预测与旋转测量工作进行重新分类和梳理,分析了不同方法的优缺点并整理了其中的关键问题,并对乒乓球轨迹预测与旋转测量未来的研究趋势进行了展望。

投篮中的篮球运动轨迹分析

本文考虑了投篮运动中空气浮力、空气阻力和马格努斯力对篮球的作用,建立了投篮过程中篮球运动的动力学模型,计算了前旋、后旋等多种情况下的篮球运动轨迹方程,借助Matlab软件对篮球的运动轨迹进行求解与绘图,结合图像分别讨论了空气阻力、马格努斯力、角速度、抛射角等因素对篮球射高、射程和轨迹的影响。在理论分析的基础上,借助Tracker软件进行实验以获取真实投篮过程中篮球的运动轨迹与相关参量,说明理论分析与实验数据符合得较好。

同轴对称撞击流中的颗粒运动行为

采用高速相机对同轴对称撞击流中颗粒运动行为进行了实验研究,采用图像处理软件对获得的图片进行分析处理,得到了颗粒在同轴对称撞击流中的运动轨迹、运动速度、最大渗入距离和旋转速度等参数。考察了喷嘴出口气速、颗粒大小、颗粒出口速度以及喷嘴间距对颗粒运动行为的影响。结果表明:颗粒在同轴对称撞击流中的运动有直接射出模式和振荡模式,其中振荡模式占70%;出口气速的增加使颗粒轴线速度和旋转速度变大;随着颗粒相对出口速度、颗粒Stokes数和喷嘴间距的增加,颗粒的最大渗入距离变大。

在线角速度估计的乒乓球机器人视觉测量方法

针对目前乒乓球机器人在视觉跟踪过程中无法准确识别和跟踪旋转球轨迹,导致预测结果误差较大的问题,提出基于在线旋转角速度估计的视觉测量方法.该方法应用空气动力学的理论知识对旋转球的受力情况进行分析建模,构建旋转球轨迹的过程方程和观测方程,利用非线性扩展Kalman滤波器对包括角速度在内的运动状态进行估计.通过仿真实验和实际轨迹跟踪实验验证了该方法的有效性和正确性,且预测结果优于同类跟踪方法.该方法亦可应用于实时高速目标跟踪的场合.

以乒乓球为例分析旋转球的受力及飞行轨迹

文章对体育运动中一些有趣的物理现象进行探讨,有助于提升学生学习物理的兴趣。文章利用基本的力学定律对乒乓球的6种基本旋转和飞行轨迹进行了详细的分析,讨论了初速度对飞行曲线的影响;进而对其他球类运动中的有趣现象进行了讨论,比如"蛇球"("香蕉球")以侧旋为主,"消失的发球"以逆旋为主,"电梯球"以上旋为主,"零式发球"以下旋为主;并对1997年罗伯特卡洛斯的经典香蕉任意球进行了计算,给出了该球水平方向最大偏移距离和旋转角速度的定量结果。

旋转球体的运动轨迹

依据流体动力学知识,分析运动球体在空中的受力情况,并用Matlab提供的ode45()函数求解其满足的非线性微分方程.

马格努斯效应的力学模型

从伯努里方程出发，运用数学、力学推导，建立了马格努斯效应的力学模型。导出了马格努斯力的数学表达式，并进，一步探讨了在此力作用下，旋转球体在空中飞行时的横向位移。

四个坐标系下羽毛球飞行运动学模型与仿真

为使羽毛球飞行的轨迹仿真结果更加真实可靠,构造基于实际环境的羽毛球空间运动状态方程。本文以国产某型号羽毛球制造参数为背景,建立羽毛球球场、羽毛球飞行、羽毛球速度和羽毛球球体4个坐标系,并利用牛顿第二定律等方法直接推导出羽毛球飞行轨迹在这些坐标系下的运动方程。所建立方程不但考虑了空气阻力、羽毛球转动惯量和羽毛球本身参数的影响,还考虑了羽毛球固有旋转特性产生的马格努斯力对其飞行轨迹的影响。仿真结果表明,在四个坐标系下建立的羽毛球运动方程能够直观反映出其相关参数对飞行轨迹的影响。

用数学方法研究乒乓球上旋球的飞行轨迹

通过对乒乓球的受力分析建立乒乓球的动力学模型进而建立数学模型并用数学软件Matlab进行绘图,从而揭示旋转速率对乒乓球的飞行轨迹的影响。乒乓球的上旋球是攻击技术中最常用的乒乓球技术。乒乓球在飞行过程中基本上受到四种力的作用,包括重力、飞行阻力、浮力还有马格努斯力。通过受力分析建立动力学方程用Matlab对乒乓上旋球的飞行轨迹进行绘图分析得知,乒乓球的飞行轨迹和乒乓球的旋转速率有重要关系。旋转越强的上旋球其弧线的弯曲程度越明显,第一弹跳点越近,飞行的垂直高度越低。通过对比不同的旋转速率的乒乓球的飞行轨迹发现:造成上述现象的原因是乒乓球的旋转速率不同,其又对应着不同的马格努斯力。

台球常见技巧的力学分析

对打台球常见的四种技巧进行了分析，说明了台球在不同条件下的运动规律．

乒乓球运动中弧圈球的定量探究及其应用

运用流体力学和理论力学,对乒乓球运动中的弧圈球弧线进行定量分析,并用Matlab软件求解及模拟其弧线.结果发现,乒乓球的旋转对于其空中运行轨迹有明显的影响.其结论对于"假动作"的判断有积极的指导意义.

乒乓球轨迹预判及弧圈球的物理模型研究与仿真

文章主要探究旋转角速度、初速度等各参数对弧圈球轨迹的影响,对飞行中的乒乓球进行受力分析,建立动力学方程,利用软件模拟出乒乓球的运动轨迹。改变旋转角速度、初速度、阻力系数、发射角度四个影响因素,得到在不同条件下乒乓球的运动轨迹,对轨迹进行详细分析,得出在不同条件下提高弧圈球质量的有效手段,为今后日常训练提供有效的理论基础。

风速情况下旋转斜抛球体的飞行轨迹分析

本文建立了球体飞行时绕任意轴自旋情况下的动力学方程,分析球体在空气中飞行时的受力情况,并引入了风速影响,利用MATLAB软件编程对该动力学方程进行数值求解。以高尔夫球为例,考虑了顺风、侧风、逆风对轨迹的影响,分别计算模拟了球体在几种典型自旋情况下的飞行轨迹。本研究可为户外球类运动的理论研究提供一定参考。

THE STUDY ON MECHANISM OF BINDER MIGRATION DURING COATING PROCESS

Binder migration during coating process and the mechanism of binder migration were studied in this paper. After the latex was tagged by osmium, the degree of binder migration was measured by energy-dispersive X-ray spectrometer. For the wet sample just after coating application, the real information of binder distribution was kept by quenching the sample in liquid nitrogen followed by freeze-drying. The results showed: under the condition of this research, binder migration occurred both in the process of coating application and drying. But the amount of binder migration occurred during coating application was much little than that occurred during drying. The mechanism of binder migration during the process of coating application was studied by force analyses. And one viewpoint was proposed that was binder migration was caused by Magnus force and Saffman force.

旋转球体下落问题的研究——2020年北京高考物理第14题释疑

以北京市2020年高考物理第14题为例,使用通用软件Mathematica对不同转速篮球下落的运动规律进行数值模拟.结果表明:决定落球能否向上运动的是球的转速够不够高,而非人所站高度够不够;如果球的转速足够大则落差不大就实现向上运动,如果球的转速不够大则人站得再高也无法实现向上运动.该考题的表述不准确、容易让人产生误解.

力学原理在排球运动中的应用

排球是一项综合多种技术能力的体育竞技项目,它在空中的运动也呈现出多种复合型轨迹,包含着复杂的力学原理。通过排球运动中的发球、扣球和传球,分析了不同动作中所涉及的力学现象。从运动学的角度,分析排球的受力机制和不同的物理效应。由力学原理在排球运动中的应用,可以更深刻地理解许多技术动作要领,提高排运动员的技术水平。