5.17 关于排球飘晃成因的流体力学分析
<p>关于排球飘晃成因的流体力学分析
李学淞
1 当前关于排球飘晃成因的几种说法
（1）根据伯努利原理分析飘球成因
1.从球体受力形变角度应用伯努利原理
由于球体振动的方向开始的一瞬间是和球体的飞行方向一致的,但因球咀的存在造成球体重量不均,使球在飞行中发生小的转动,从而使振动方向和飞行方向成任意角度。因此球脱离了原有的飞行轨迹,周期性地向压强小的一侧飘晃着飞行，这是形成飘球的原因。
2.从球体几何中心和实际重心差异角度应用伯努利原理
球体运动时，空气阻力和球本身受击球力的作用线不是在同一直线上（前者作用于几何中心，后者作用于球体重心），这样使球受到一个力偶的作用而产生旋转。
3.从球体表面球缝与气流形成的顺流及非顺流区的角度应用伯努利原理
（2）根据边界层原理分析飘球成因
1.球体在飞行中,流体边界层的流动形态及球体表面光滑程度是形成飘球的主要原因。
2.球缝是促使球体表面各部光滑度不均造成边界层分离点及尾流区呈非对称分布而产生侧向力使球突
然改变轨迹的原因。
3.球在飞行中,因气门造成的偏转将使边界层在球缝线上的分离点呈非对称,这种情况改变了尾波的对称性,从而引起飞行轨迹的突然偏转。
2 关于应用伯努利原理分析飘球成因的不同看法
（1）对从球体受力形变角度应用伯努利原理的否定
1.实验证明球飘晃的性能是存在的。从而说明球的飘晃不是因为受力形变后干扰气流才产生的。
2.通过球在不产生形变而自由落下的实验中进行观察，结果是仍存在飘晃。
3.排球内充着1.45大气压的空气,这意味着在每平方厘米上,球内表面受到的压力大于外表面450克,当球出手后,实难产生大于这个值的力使球再次被压缩凹陷。
（2）对从“两心”差异角度应用伯努利原理之否定
1.在进行自由落体实验时，不管气嘴位于哪个方向都会产生飘晃。
2.固定气嘴或把气嘴朝下做自由落体运动，多数球是在没有转动下飘晃的，但有一些球有转动现象，然而并不是周期地反复转动。
3.“两心”不重合引起旋转所产生地侧向偏移量非常小。
4.将与球嘴重量相等的8克球形铁片固定在该球嘴的正相对面球皮内胆之间，使球的球嘴面与其嘴相对面两侧重量相等。然而改制的对比球被发飘球的击出后同样产生飘晃。
（3）对从球体表面球缝与气流形成的顺流及非顺流区的角度应用伯努利原理之否定
上下气流、左右气流的速度应各自对称，上和下，左和右根本不产生压力差。
3 关于临界速度
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4 小结与建议
（1）应该从其他角度应用伯努利原理来分析飘球成因。
（2）边界层原理分析飘球成因不太可行，但可以说明球向一个方向偏离轨道。在这一时间球与旋涡扩散发生的共振现象也只能是增加了在同一方上的位移,并不能引起球的反向移动。</p>