“香蕉球”空气动力学原理.doc

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1、.编号2010212347毕业论文（2015届本科）题目：“香蕉球”的空气动力学原理学院：物理与机电工程学院专业：物理学作者：根旺指导教师：王飞职称：助教完成日期：2015年5月30日二○一五年五月..目录“香蕉球”的空气动力学原理1摘要1Abstract.11绪论21.1课题研究的意义21.2目前“香蕉球”原理研究状况21.3研究的主要容及目的22马格努斯效应22.1马格努斯效应22.2马格努斯效应产生的必要条件分析32.2.1必要条件一32.2.2必要条件二32.2.3必要条件三32.2.4必要条件四32.3马格努斯效应在球类运动

2、中的应用33“香蕉球”的运动分析34CFD和Fluent介绍54.1CFD介绍54.2Fluent介绍64.2.1FLUENT的组成74.2.2FLUENT软件优点85“香蕉球”流场数值模拟85.1足球的模型与网格划分85.1.1足球几何模型85.1.2网格的生成95.2边界条件处理96计算模拟结果及其分析107结论12参考文献14致15..河西学院本科生毕业论文（设计）诚信声明本人重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的容外，本论文不含任何其他

3、个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名：二○一五年五月三十..“香蕉球”的空气动力学原理根旺（物理与机电工程学院河西学院734000）摘要：足球在飞行过程中，由于自身旋转引起周围空气流速变化，产生横向的马格努斯力，使足球飞行轨迹发生偏移，这就是香蕉球产生的原理。本文采用计算流体力学的方法分析足球运动中的马格努斯效应。通过三维几何建模，划分四面体网格，利用fluent流体仿真软件分析得出：球在空气中旋转运动

4、的过程中，由于球体两侧气流流速不同，使球体两侧产生气压差，球体由于两侧受力不同，导致球体飞行方向发生变化，这就是“香蕉球”产生的原理，本论文将会对这个过程进行详细的分析。关键词：马格努斯效应；旋转；计算流体力学；流场数值模拟Abstract:Footballintheprocessofflight,causedbyitsrotationaroundtheairvelocityvariation,transversemagnusforce,deviationinthefootballtrajectories,thisistheprinc

5、ipleofbananaball.Objective:howtoplay"bananaball"and"bananaball"formationoftheaerodynamics.Method:usingcomputationalfluiddynamicsanalysisinthefootballmagnuseffect.Byanalysis:theballintheairintheprocessoftherotarymotion,becausesphereonbothsidesoftheairflowvelocityisdiffer

6、ent,maketheballfromairpressuredifferenceonbothsides,spherebecauseonbothsidesofthebearingisdifferent,leadtochangesintheballflightdirection,thisistheprincipleof"bananaball",thispaperwillanalysisoftheprocessindetail.Keywords:Magnuseffect;Rotation;Computationalfluiddynamics

7、;Theflowfieldnumericalsimulation..1绪论1.1课题研究的意义自从贝利1966年在伦敦世界杯比赛中踢出第一个“优美的弧线”后，“香蕉球”便成为越来越多大牌明星们的基本功底和拿手好戏。被球迷誉为“万人迷”和“英格兰圆月弯刀”的贝克汉姆一次次用最优雅的“贝氏弧线”博得世界的喝彩，“金左脚”卡洛斯的“炮打双灯”为足球史留下了一段佳话，而绿茵拿破仑普拉迪斯尼踢出的“香蕉球”横向飘移量竞达5m之多，使他成了至今无人挑战的“任意球之王”。以上种种都使得人们对香蕉球产生了巨大的兴趣，然而对于踢出香蕉球的原理，痴狂的球

8、迷以及众多喜爱足球的人有多少知道呢？“香蕉球”只是空气动力学这座冰山微末一角，通过对香蕉球空气动力学的研究，一个更加精彩的世界将呈现在我们眼前，等待我们去研究、去探索、去发现。1.2目前“香蕉球”原理研究状况从第一个香蕉