煤粉颗粒所受Magnus力的数值模拟

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Ｍａｇｎｕｓ力，考察了颗粒的旋转速度、流动Ｒｅ数对Ｍａｇｎｕｓ力的影响，并且给出了相应的关系公式．通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Ｍａｇｎｕｓ力与气动力的大小，得出：当煤粉颗粒的旋转速度为１８００转／分时，其大小约为气动力的１％，因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的。

考虑Magnus力的高尔夫球射程

对实际中有旋转的高尔夫球运动进行了分析.通过数值计算表明,粗糙球比光滑球飞得远.球的自转会产生Magnus力,对射程有显著的影响,但球的旋转并非越快越好.

小木球在固液两相流中上升规律研究及Magnus力测量

提出了一种可视化实验和计算机图像处理技术，目的是研究小木球在静止液体中自由上升的规律和测量Magnus力的大小．实验结果表明，不同小木球在开始上升后的很短时间内，水平方向和竖直方向的速度分量都会达到一个稳定的最大值，随后以这个最大速度匀速上升．小木球处于稳定上升阶段时所受Magnus力的大小是在对小木球的竖直方向和水平方向速度分量的大小及小木球自旋角速度大小测量之后通过计算得到的．

Magnus力对球类空中运动的影响

Magnus效应描述了黏性流体中物体的旋转造成的附近区域流体流速不同,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直方向上产生一个横向Magnus力的现象.Magnus力是影响球体运动轨迹很重要的因素,在球类运动中往往是形成各种“曲线球”的原因.本文以足球和乒乓球为例,分析其受力情况,数值求解其运动方程,比较了不同角速度ω下球的运动轨迹和运动特征,系统研究了不同方向角速度ω产生的Magnus力对球体运动轨迹的影响,并据此分析了足球和乒乓球运动中几种技术动作的物理原理.

动力学数学模型下弧圈球运行轨迹的研究

通过建立乒乓球的动力数学模型,对弧圈球在每一种情况下的运动规律及运行轨迹变化曲线进行分析。结果显示:影响弧圈球运行轨迹的主要因素有乒乓球运动方向、运动速度、旋转速率、加速度及Magnus力,其中乒乓球运动方向和Magnus力的变化是改变乒乓球速度变化的重要因素;在运行过程中,球向的不断变化使弧圈球的速度及加速度也不断改变;而影响乒乓球运行轨迹的直接因素是旋转速率,且弧圈球第一弧线和第二弧线在不同旋转速率下存在着明显的区别。

一次华南暴雨过程的数值模拟——中尺度对流系统形成发展机制

2008年6月11—13日在华南地区出现了特大暴雨,这主要是由一系列中尺度对流系统(MCS)的相继生成,合并和强烈发展导致的。该研究利用新一代中尺度数值模式WRF对此次暴雨过程进行数值模拟,重点研究此次强降水过程中MCS发生、发展和演变过程及其相关物理机制。在MCS的生成过程中,由于西南涡的存在导致MCS始终处于正涡度环境中,正涡度导致的低层辐合与大气静力不稳定都是重要的MCS启动机制,这两者的共同作用有利于MCS的生成与加强。MCS形成后,在强垂直切变的环境中,倾斜抬升机制发生作用,更进一步加强了环境涡度,形成有利的正反馈过程,造成MCS迅速发展。这些加强的MCS和大尺度环境流场相互作用,造成了它们的合并。在MCS的分裂过程中,马氏力起着重要作用。

不同比赛气候条件对乒乓球飞行轨迹影响研究

本文根据空气动力学原理,考虑乒乓球在旋转飞行过程中的浮力、重力、阻力和Magnus力,建立乒乓球飞行的动力学方程,数值求解得到乒乓球三维空间的飞行轨迹,对比分析了温度和空气对飞行轨迹的影响。结果表明,乒乓球飞行时保持转速不变情况下,随温度的升高和空气湿度增大,其飞行轨迹和高度都有增加。

非均匀磁场尘埃等离子体中颗粒的复杂运动

本文研究了在非均匀磁场尘埃等离子体中不规则尘埃颗粒的复杂运动,包括圆滚运动、尖头圆滚运动、圆周运动以及波浪运动等.放置在电极上的圆柱形磁铁的主要作用是改变鞘层的径向分布,进而对颗粒产生径向约束,使尘埃颗粒悬浮于圆柱形磁铁周围,其磁场并不足以磁化颗粒使其做圆滚运动.通过与球形尘埃颗粒的对比实验发现,圆滚运动是不规则尘埃颗粒在等离子体中特有的一种运动.我们提出了一种新的机理:由于不规则颗粒的自旋而引起的横向反Magnus力对颗粒的圆滚运动起了重要的作用.文中通过受力分析定性地对实验中观察到的非球形颗粒的各种运动给出了合理的解释.

基于Java虚拟机的不同温度条件下乒乓球飞行轨迹仿真研究

考虑乒乓球飞行轨迹受温度影响,在飞行中受到重力、阻力及Magnus力的共同作用,根据空气动力学原理,通过Java虚拟机仿真模拟建立乒乓球右上旋飞行的动力学方程,仿真得到乒乓球三维空间右上旋飞行轨迹,对比分析乒乓球在不同环境温度时的右上旋飞行轨迹。仿真结果表明:环境温度对乒乓球的运动轨迹影响较大,温度越高,乒乓球轨迹越长,高度越高。

多相流中颗粒旋转运动特性的研究进展

多相流中分散相颗粒旋转运动特性研究对于进一步揭示多相流机理有重要意义,同时也有助于人们更全面地认识多相流动,因此,越来越受到学者们的关注。近年来,人们从理论模拟方面研究颗粒旋转对流场的影响,通过改进多相流数值模型来考虑颗粒旋转,获得了与实验吻合的结果,但由于模型本身的局限性,无法全面考虑颗粒旋转运动对颗粒群和周围流场的影响;在实验研究方面,人们尝试利用高速摄像方法测量颗粒的转速,并对实际气固两相流中颗粒的转速进行了测量,但更准确、有效的颗粒转速测量方法还需进一步探索。把直接数值模拟方法应用于颗粒旋转运动特性的模拟是进一步研究颗粒旋转运动特性需要突破的方向,另外,通过计算机视觉场景中的连续图像序列对目标物体进行三维运动和结构重建的技术,也将是颗粒转速测量方法的研究重点之一。

乒乓球三维运动仿真分析

乒乓球的运动轨迹由它受到的阻力、升力和重力决定,利用牛顿第二定律列出它的运动微分方程,用M at-lab软件所提供的ode45()函数求解此方程,可得到乒乓球三维空间运动轨迹。

基于模糊神经网络的乒乓球旋转飞行轨迹模式分类

轨迹预测在打乒乓球机器人击球的过程中具有十分重要的作用,轨迹预测的准确性关系到击球的成败.因击球时,非光滑的接触面对乒乓球产生摩擦力,使乒乓球产生了旋转并对乒乓球的飞行轨迹产生了一定影响,造成轨迹预测的不准确.在对旋转球进行受力分析的基础上,详细讨论了不同旋转模式下Magnus力对乒乓球飞行轨迹的影响,并设计了两个模糊神经网络分类器,分别对左右旋和上下旋的飞行轨迹进行分类.发球机实验验证了分类器的有效性.

三维空间中沙粒旋转对其跃移轨迹的影响

风沙流中沙粒旋转通常具有明显的三维旋转特性。本文通过数值建模考察了三维空间中不同沙粒旋转状态所产生的Magnus力对其跃移运动轨迹特征的影响。在三维坐标系中,X、Y、Z轴分别表示水平、垂直和横向方向,气流沿X方向流动,沙粒起跳时位于XY平面内。结果表明,跃移沙粒仅绕Z轴旋转起跳时,初始起跳角速度的增大会导致在XY平面内的跃移高度和跃移距离减小而降落角增大,但Z方向没有运动发生。跃移沙粒仅绕X轴或Y轴旋转起跳时,绕X轴或Y轴的初始起跳角速度的变化对在XY平面内的跃移轨迹特征量没有显著影响,但沙粒偏离XY平面的偏离距离和偏离角的绝对值随起跳角速度绝对值的增加而增大。因此,沙粒起跳旋转状态对其跃移轨迹有重要的影响。