近年来,排球的表面形状发生了变化,开始使用具有各种不规则性的排球。然而,对其空气动力学特性的研究很少。由筑波体育大学弘毅教授和浅井武教授领导的研究小组现已揭示,排球的空气动力学特性根据排球的表面形状而变化。
典型的排球由一侧的三块矩形板组成,总共六个面(3 块板)。在这项研究中,我们放置了这些常规排球,一个表面带有酒窝状凹凸不平的球,这是 1 年欧洲冠军联赛的官方用球,表面有一个六边形凹凸不平的球,这是 6 年欧洲冠军联赛的官方用球。 18 USA Volleyball League. 使用球检查飞行特性和空气动力学特性。
结果,根据表面形状,施加到球上的阻力存在差异。特别是,在18种常规类型中,根据球的飞行方向,随着雷诺数的增加(雷诺数越大,流动越湍流),阻力存在很大差异。考虑到排球使用的各种发球速度(50-80km/h),认为同一个球的飞行距离会随着飞行方向的变化而变化。在击球机器人测试中,也发现当球的飞行方向改变时,飞行轨迹发生显着变化(各向异性)。
另一方面,在新设计的排球中,阻力随球飞行方向的变化相对较小,无论球的方向如何,飞行距离都趋于稳定。在撞击机器人测试中,与传统类型相比,观察到相对稳定的飞行轨迹(各向同性)。
由上可知,可以通过改变球的表面形状来改善飞行轨迹。预计这些知识可以用于未来的球研发和设计。
纸张信息:[应用科学] 排球阻力修正的表面图案