游泳与流体力学

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伯努利原理的应用

伯努利原理的应用伯努利原理是流体力学中的基本原理之一，它描述了在流体中存在速度和压力之间的物理关系。

伯努利原理最早由瑞士物理学家丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli）于1738年提出，并成为流体力学研究和应用的重要工具。

伯努利原理的应用涉及到多个领域，包括空气动力学、流体机械、空气动力学、气象学等等。

本文将重点介绍几个典型的伯努利原理应用。

1.飞行原理伯努利原理在航空领域具有重要的应用。

在飞机起飞和飞行过程中，引擎产生的推力和机翼产生的升力都需要通过伯努利原理来解释。

当飞机在高速飞行过程中，机翼上方的曲率较大，气流速度较快，根据伯努利原理，该处气流的压强低于机翼下方，从而产生升力。

这就是飞机在空中能够飞行的原理之一2.水力学应用伯努利原理在水利工程中也有广泛的应用。

例如在水泵和水流的输送管道中，根据伯努利原理可以计算流体在管道中的流速、压力等参数，帮助设计和优化水力系统。

此外，在水力发电站中，通过控制水流和叶轮的结构，可以合理利用伯努利原理来提高水轮机的效率，增加发电量。

3.喷气推进原理伯努利原理也被广泛应用于喷气推进器的研发和设计中。

在喷气发动机中，通过将空气加速进入喷嘴空间内，并将它们加热和强力喷出，产生的反冲力推动飞机前进。

而这正是根据伯努利原理，通过加速空气流体的速度，使得空气的压力降低。

这个原理同样也适用于其他喷射装置，如喷水器、火箭等。

4.游泳运动游泳运动中的起步技巧也可以通过伯努利原理来解释。

游泳运动员在起跳入水时，会先将身体迅速推入水中，然后在水面下方挥臂蹬腿，推动身体向前。

而当运动员身体快速进入水中时，水流速度加快，根据伯努利原理，该处水流的压强会下降，从而产生向前的推力，帮助游泳运动员更快地前进。

总结起来，伯努利原理具有广泛的应用领域，涵盖了航空、水力学、喷气推进、运动等不同领域。

通过理解和应用伯努利原理，可以帮助我们更好地设计和优化相关的系统和装置，提高其效率和性能。

基于计算流体力学的游泳动态数值模拟研究进展

19文章编号：1002-9826（2019）02-0019-10DOI ：10. 16470/j. csst. 2019898基于计算流体力学的游泳动态数值模拟研究进展Progress in Numerical Simulation of Human Swimming Motions Based on Computational Fluid Dynamics李天赠*，黄丹LI Tianzeng *，HUANG Dan 摘要：通过分析游泳运动员与水的相互作用关系，探索游动过程中阻力与推进力的产生机理，进而提出技术动作的优化方案，实现降低阻力提高推进效率的目的，是当前提升竞技游泳性能最为有效的手段之一。

随着计算机科学的快速发展，计算机数值模拟技术在研究游泳阻力与推力的产生机理方面展现出巨大的潜力。

然而，由于游泳技术动作及人体结构的复杂性，开展游泳运动的动态仿真研究仍然是计算机数值模拟技术工程应用的一大挑战。

研究旨在通过介绍近几十年来基于计算流体力学的游泳动态数值模拟研究进展，指出不同研究方法的特点和局限性，并探讨相关的发展趋势。

关键词：游泳；计算流体力学；数值模拟；动态运动Abstract: By analyzing the interaction between swimmers and water, exploring the mecha-nism of resistance and propulsive force during the swimming process and putting forward the optimized scheme of technical action to achieve the purpose of reducing the resistance and improving the efﬁciency of propulsion, which is the most effective way to enhance competitive swimming performance. With the rapid development of computer science, computer numerical simulation has shown great potential in the study of the mechanism of swimming resistance and thrust. However, due to the complexity of the swimming technique and the body structure, the dynamic simulation of the swimming exercise is still a challenge in the application of computer numerical simulation. The purpose of this paper is to introduce the progress in numerical simula-tion of swimming dynamics based on computational ﬂuid dynamics in recent decades, point out the characteristics and limitations of different research methods, and discusses the related devel-opment trends.Key words: swimming; computational fluid dynamics; numerical simulation; dynamic move-ment中图分类号：G861.1 文献标识码：A1 引言竞技游泳是以运动员游进速度快慢论胜负的一种体育竞赛项目，其技术动作包括出发、途中游、转身和终点触壁技术，以及自由泳（爬泳）、仰泳、蛙泳、蝶泳4种泳式和由这4种泳式组成的混合泳，是一项高竞争、高规格、高难度的运动项目。

游泳课题成果

增大升力推进力的方法：增大踢水面积；加速踢水
其他推进力理论： 1、翼叶推力翼叶推力是水流反旋产生升力的结果。 2、甩脱推力在游泳的某些过程，特别是蝶泳、自由泳臂部划水动作临近结束阶段，由于动作方向的突然变化，水流的边界层（反旋）会被甩离肢体外，被甩的水流产生反作用力，推进运动员前游。
3 3
• 人体在水中重心位置
• 水中的正确姿势
一、动物的游动方式水生动物适应水中的环境，其运动形式以游泳为主。己进化了几亿年的水生动物，其游泳的方式是多样化的，粗略可分为摆动法、划动法、水翼法、喷射法等。 ⑴摆动法，是指鱼利用鳍的波浪式摆动来游泳。多数鱼类有较大的尾鳍，以尾鳍摆动产生向前的推力。如体长约18cm的鳟鱼摆动尾鳍2次，可从静止状态达到平均游泳速度1.33m/s 。但也有的尾鳍很小，体形细长、有易弯曲的脊推骨，如鳗鱼在游泳时身体前部保持直而不弯，后部则左右弯曲摆动。还有很多鱼类也靠摆动背鳍、胸鳍和腹鳍来游泳；当要提高速度时，便把胸鳍贴着身体，用尾鳍摆动来辅助背鳍和腹鳍的运动。 ⑵划动法，是指动物利用胸鳍、腿、鞭毛或纤毛划水游泳。蛙的幼体蝌蚪是靠尾部的摆动游泳的，长成蛙后便依靠后肢的划动游泳了。龙虱、水龟虫等鞘翅类和划蝽、仰泳蝽、田鳌等半翅类昆虫，其身体不能弯曲，靠扁形的后腿划游。衣滴虫用两根鞭毛划水；草履虫是长着纤毛的细胞原生动物，纤毛长约 10µm，相距约2µm，像是—艘由5000具浆划动的潜艇。在水面游泳的鼓虫，后腿划动每秒钟达50一60次，可前进达100cm，而且能分泌降低水表面张力的油类，故行动迅速。鸟类中有游禽，包括鸭、鹅、鸳鸯等靠腿的划动游泳，其趾间有蹼，当腿向后伸时蹼就展开，以增加对水的推力；而收腿时，蹼又褶缩，以减少对水的阻力。
游泳阻力总结

高校体育教育专业《游泳》课程教学工作计划

高校体育教育专业《游泳》课程教学工作计划高校体育教育专业《游泳》课程教学工作计划高校体育教育专业《游泳》课程教学工作计划为了保证《游泳》课程教学的顺利进行，提高教学质量，促进学生全面发展，依据《游泳》课程教学大纲指定本计划。

一、说明部分（一）、课程的性质游泳课作为体育专业的一门选修课，共有64学时，在第二学期进行教学。

（二）、课程的目的任务1、培养基层游泳课体育教师和基层游泳教练员，使其具备作为一名体育教师的基本技能，同时增强学生体能。

2、使学生掌握游泳基本理论知识和游泳技术，以及游泳的教学法与训练法，建立正确的体育观念，养成良好的体育行为，提高学生的游泳欣赏水平。

3、培养学生的师德行为，树立学生正确的体育道德观和爱岗敬业的精神，以及培养学生爱国主义和集体主义的思想品德，具有勇敢顽强、团结进取、开拓创新的精神风貌。

（三）、教学要求及教学重点严格依据《大纲》规定的教学内容开展教学，在教学过程中技术部分以蛙泳教学为重点；在技能部分以培养学生游泳课课堂教学组织能力为重点。

二、教学计划本文（一）、教学内容及教学时数分配（见下表）教学内容理论部分实践部分考核与机动总计（二）、教学进度计划1、理论部分教学内容及教学开展时间：理论教学包括六章，在教学的第一至第三周进行，用7学时。

第一章游泳运动简介（1学时）：1.游泳运动的起源和我国古代社会的游泳活动；2.我国游泳运动的发展；3.现代奥运会游泳发展概况；4.游泳运动的特点及锻炼价值；教学时数分配（学时）7534第二章流体力学原理在游泳中的运用（1学时）：1.有关游泳时水的物理特性及流体力学原理；2.游泳时的阻力与推进力；3.合理的游泳技术；第三章竞技游泳技术分析（1学时）：1.蛙泳技术分析；2.爬泳技术分析；3.蝶泳与仰泳技术分析；4.出发与转身技术分析；第四章游泳的教学法与练习方法（2学时）：1.游泳教学的特点和教学过程；2.游泳动作教学的方法和顺序；3.游泳教学的组织与进行；4.水中健身；第五章游泳安全卫生常识及游泳救护（1学时）：1.游泳的安全卫生常识；2.简易医药设备及使用常识；3.游泳常见的疾病及其预防和处理；4、游泳救护方法（直接救护、间接救护）第六章游泳竞赛组织与裁判法（1学时）：1.游泳场地设施；2.游泳竞赛的组织；3.游泳竞赛裁判法；2、实践部分教学内容及教学开展时间：实践教学包括熟悉水性、蛙泳技术、爬泳技术、仰泳与蝶泳技术、出发、转身技术、实用游泳技术和游泳的水上救护六个部分，在教学的第四至第十四周进行，用53学时。

游泳技术中的力学

游泳技术中的力学摘要：凡涉及水环境的运动项目，运动员都不可忽视水的一条最重要的自然属性——水是一种流体。

在物理学中，研究流体宏观运动的这部分力学称为流体力学。

它又可以流体静力学和流体动力学，游泳项目因其必要的水环境与流力学有着不可分割的关系体。

好的运动员不是改变水的流体属性，而是借助于水中的各种力来实现自己的水中活动。

关键词：流体力学游泳技术划水阻力推动力任何一种体育运动最合理最完善的程度，都必须依照一定的基础原理进行分析并加以应用，游泳作为一项大众化的体育项目也是如此。

流体力学是游泳技术力学分析的理论基础。

在游泳技术中，运动员受力情况分析是较为复杂的这也是为什么游泳中有佼佼者，也有人却不尽人意。

理论与实际存在一定的差异、复杂的受力情况、个人的因素等就把运动员的有用水平分成三六九等。

要想分析游泳技术中的力学问题，首先了解一下水的自然属性：（1）水的压力水有压力。

当人在水中是，如果水的深度超过胸部，就会明显感觉水的压力存在，因为，此时人在水中呼吸变得完全不同于平时在陆上呼吸那样轻松自如，尤其在吸气时感到费力。

这种现象就是水的压力在起作用这是水的压力带来的不利之处。

在水的压力带来呼吸调整问题的同时由于压力相关的压强为运动员提供了在水中漂浮的条件，根据压强P深度h水的密度ρ之间的关系，即P＝ρgh，上下表面的压强差形成的压力差把人在水中托起。

（2）水的流动性水具有流动性。

在物理学中，运动是相对的，以运动员为参照物，在游泳过程中，人与水之间由于划臂、蹬腿等动作产生相对运动，在水受到力的作用是会给人以反作用力，在力的作用下两者产生性对运动，流速的大小产生不同压强，由于压强差造成的压力差推动运动员运动。

（3）水的密度密度是某种物质的质量和其体积的比值。

其数学表达式为：ρ＝m／v，由于水的密度与人体相近，根据浮力公式：F=ρgv，所受浮力与重力相近。

在产生的因运动造成的力的作用下，人可以把部分需要部位露出水面，完成简单换气。

流体力学在生物学方面的应用

流体力学在生物学方面的应用
流体力学是研究流体运动和力学性质的分支学科，已经广泛应用于各个领域，特别是在生物学方面，其应用已经成为一个重要领域。

在生物学中，流体力学可以用来研究各种生物体的运动、血液和空气流动、水生生物的游泳等等。

以下是流体力学在生物学方面的具体应用：
1. 血液流动研究：流体力学在生物学领域中最重要的应用之一是研究血液流动。

血管的构造和血液的流动对于维持人体健康和治疗心血管疾病至关重要。

通过使用数值模拟技术和医学影像学，可以对血液在不同的血管中的流动模式进行定量研究，从而提高治疗心血管疾病的准确性和效率。

2. 空气流动研究：空气流动是许多动物，特别是鸟类和昆虫的飞行能力的关键。

使用流体动力学的理论和模拟技术，可以研究不同动物体表形态和翅膀形状对于空气流动的影响，从而提高飞行器的设计和效率。

3. 液体运动研究：流体力学也可以用来研究水生生物的游泳。

通过对水流的数值模拟，可以揭示水流对游泳速度、动力学和流体力学的影响。

4. 生物物质的输送研究：流体力学还可以用来研究生物体内的物质输送，比如在人体中的药物输送和细胞内物质输送。

通过研究其流动动力学，可以提高药物输送的效率，从而更好地治疗疾病。

总之，流体力学在生物学领域中的应用是多种多样的，这些应用
在更好地理解生物体的运动机理、提高药物输送效率、改善治疗心血管疾病等方面具有重要的意义。

随着技术的发展，流体力学在生物学中的应用将会更加广泛。

流体力学原理在游泳中的实践探究

流体力学原理在游泳中的实践探究作者：方志英来源：《科教导刊·电子版》2013年第18期摘要流体力学是力学的一个分支，主要负责流体本身运动状态的研究，在实际中应用十分广泛。

游泳是一项常见的体育项目，除了基本的体能训练，更应掌握一些关于泳姿的技巧，本文对鱼在水中游动的原理进行了分析，并将其运用到人体游泳中，阐述了流体阻力和柔体形状之间的关系，进而完善现代的游泳技术，以取得更好的效果。

关键词流体力学游泳柔体实践探究中图分类号：G861 文献标识码：A0 引言柔软物体的形状容易发生改变，以鱼为例，当鱼在水中来回游动时，鱼尾的摆动使其在水中获得一个很快的速度，鱼尾摆动其实就是对水流特性的一种利用，将此原理运用到人类的游泳中，对人的游泳速度研究意义重大。

柔体的形状和流体的阻力有着很大关系，如何减小阻力、提高速度是当前游泳讨论的热点，有必要加强相关研究。

1鱼与人体力学的研究1.1水流体的特性1.1.1粘滞性即是所谓的阻力，它是水分子之间相互吸引而产生的，在流体力学中称为“内聚力”，对水中的物体起牵制阻拦的作用。

一般情况下，粘滞性和温度呈负相关，温度越高，粘滞性越小。

水流体处于静止状态时，受力比较稳定，粘滞性几乎不起作用。

若受的外力比本身内聚力大，水分子间固有的结构被破坏，在相互吸引下会产生摩擦，和外力抗衡，外力越大，摩擦越是激烈，从而对水中的物体形成阻力。

1.1.2流动性若受的外力比本身内聚力大，水层压力将会发生改变，产生局部高于其他水层的压力，此时为了保持压力平衡，高压区和低压区会有压力的转换，这个过程就是水流体的流动性。

按照力学原理，施力必须有支撑点，而水流体在流动中，压强随速度在不断变化，物体在水中没有固定的支撑点，在获得反作用力时，许多冲量都被流动的水消耗掉了，难以取得陆地上的效果。

1.1.3难以压缩性许多物体之所以能够浮在水面上，是因为水流体具有难以压缩性，当大气压增强时，水压缩极小。

在受到外力的作用时，不管外力多大，水的体积是不会变的，因此，水的密度也比较稳定。

游泳阻力

游泳阻力人在水中活动时，无论是作花样游泳的动作造型或是游泳，都依赖身体的动作与水环境对动作的反作用力。

而产生反作用力的水是一无形、流动的介质媒体。

游泳者既需要利用水的浮力对活动时的身体的支撑，又需要利用水的力量推动身体前进，而水所特有的物理性质又阻碍人的前进。

左右并影响人在水中活动的力被划分为两个范畴，它们是：各种阻碍人体在水中前进的力，统称为游进阻力；另一类是为使身体前进，由人肢体动作与水相互作用所形成的力，统称为推进动力。

只要人在水中运动，无一例外地会遇到水的阻力。

阻力的方向总是完全与身体和肢体动作的方向相对，这种阻力称为流体动力学阻力。

与空气相比，水是一种密度更大的介质媒体。

所以，就人在水中活动而言，水可产生比空气大许多倍的阻力。

理解这两种力的物理性质的目的在于对游进阻力与推进动力这两大范畴，既对立又统一的力是如何影响作用于游泳技术有一理性的认识，从而科学地加以应用。

人体与水的相对运动决定了游进阻力的产生。

经多年在该领域研究的知识积累，人们归纳并抽象出三种阻力对人在水中的运动有决定性影响。

在近一个世纪的探索过程中，研究者对它们的名称也各有解释和称谓。

一、体表磨擦阻力体表磨擦阻力，或称表面阻力或磨擦阻力，是当人体在水中向前运动时，身体周边的水沿着身体表面轮廓向身体运动方向相反的方向流动时所产生的一种阻力。

所谓的体表磨擦，表现在水以平行的片流，依各片流不同速度，沿着相对运动的人体或物体的边界面向人体或物体运动方向相反的方向流动。

由于流体粘滞性的客观存在，当流体流经人体或物体时，会产生液体分子在物体表面的浸润与粘着，使靠近物体或人体表面的片流分子与物体表面上的水分子微粒相互作用而发生磨擦，片流与其波及的外层片流的磨擦层层波及构成边界层水流，流体受粘滞性所引起的切应力制动作用的总和就是流体施加在物体或人体表面上的体表磨擦力。

它的规律用下例表达式表示：体表磨擦阻力Ffr=-Cfr。

At2ρV∞2其中Cfr：体表磨擦阻力系数（与物体表面的粗糙等因素有关）At：物体浸水表面和总和ρ：流体密度V∞：相对水流速度式中的负号表示阻力的方向与人体运动速度方向相反。

水体运动规律知识点总结

水体运动规律知识点总结水体运动是一种体育项目，包括游泳、跳水、水球等多种形式。

水体运动对运动员的身体素质要求较高，需要具备良好的水性、耐力、力量和柔韧性等。

水体运动规律是指水体运动中运动员身体的运动特点、动作规律以及力学规律等方面的知识，下面我们来总结一下水体运动规律的主要知识点。

一、水体运动的基本规律1. 浮力的作用在水中运动时，水的浮力对运动员起着重要的作用。

根据阿基米德原理，水中所受的浮力等于被排开的水的重量。

运动员的浮力取决于水的密度、水的推力以及运动员的形状和尺寸。

浮力可以帮助运动员保持在水面上，减少体重对身体的压力，从而降低运动员的消耗。

2. 水阻的作用水阻是水对运动员进行的阻力。

水阻的大小取决于运动员的速度、形状以及水的性质等因素。

在水中运动时，运动员必须克服水的阻力，需要耗费更多的能量和氧气。

因此，减小水阻对提高水体运动成绩有着重要的意义。

3. 水的动力学水的动力学是指水流动的规律和性质，包括水的流速、流向、流量等方面。

在水体运动中，水的动力学对运动员的表现有一定的影响。

例如，在游泳比赛中，运动员需要根据水流的动态特点来选择合适的游泳技术和策略，以便更好地利用水流动的力学规律。

二、水体运动中的运动特点1. 重心和平衡在水中运动时，运动员的重心和平衡是非常重要的。

由于水的浮力和水阻的作用，运动员的重心和平衡会发生变化。

因此，运动员必须不断调整自身的重心和平衡，以保持在水中的稳定状态。

2. 呼吸在水体运动中，呼吸是非常关键的。

运动员必须学会合理地控制呼吸，以便在水中长时间保持活动能力。

不同的水体运动项目对呼吸的要求也各不相同，运动员需要根据自己的训练和比赛需求来进行相应的呼吸训练。

3. 动作协调水体运动中，运动员的动作协调性对运动表现以及成绩有着直接的影响。

运动员必须通过训练和技术练习，不断优化自己的动作和协调性，以提高在水中运动的效果和效率。

4. 氧气的利用水体运动对氧气的利用也有一定的要求。

试论游泳对身体的益处

试论游泳对身体的益处作者：王炼来源：《体育时空·上半月》2013年第07期中图分类号：G861 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2013）07-000-01摘要众所周知，生命在于运动，而运动的方式很多，但游泳与其他运动不同，它不像其他运动那样单调、紧迫、技巧，而是一种凭借人体自身力量在水中的运动过程，并根据个人体能可快可慢、可紧可松。

游泳是一项有氧运动，也是唯一一项从头至脚都能得到锻炼的运动。

游泳不仅深受年轻人的喜爱，也非常适用于老年人锻炼，还可作为医疗康复的辅助治疗。

关键词游泳身体素质健康一、游泳的益处根据流体力学速度与阻力平方成正比的定律，人体在水中的运动速度如果增加两倍，阻力就会增加4倍，困此，泳速越快，阻力就越大，越能刺激大脑皮层，反射性地调动更多的肌肉群运动起来，这就促使全身的肌肉得到了统一有序的锻炼，尤其是胸大肌、三角肌、肱三头肌和上半身的背部肌肉群。

同时，游泳属于周期性的运动方式，紧张和松弛有节律地交相替换，常此以往，肌肉便会变得柔软、坚韧而富有弹性。

（一）游泳能够提高心肺功能。

游泳时，人俯卧在水中。

由于水的浮力，人在水中的体重只有几公斤，人在陆上活动时，所有的器官要支撑比在水中多很多的重量。

相比之下，游泳时的负荷量远比陆上活动对人体的刺激小，平卧在水中还可以减少血液循环系统的阻力和支撑器官的负荷，游泳时各种姿势都要求脊柱充分伸展，对防止驼背和脊柱侧弯的效果是很好的。

（二）游泳还能增加呼吸系统的机能，游泳时人的胸腔和腹部都受到水的压力，游泳时胸部承受的压力为120-150牛顿，给呼吸带来了困难，长期的游泳锻炼，可以使呼吸深度增加，肺活量提高。

优秀游泳运动员的肺活量可达5000-7000毫升，而一般健康男子在3500毫升左右。

（三）游泳还能有效地提高和改善人的心血管系统的机能，尤其是从小参加游泳锻炼，可以促进心血管系统的发育，这一点是其它运动项目不可替代的，人从平卧状态到静止站立，由于重力对血液的作用，在腿部静脉中积聚起来的血液约达600毫升，于是心动容积减少，这时机体只好通过加快心动频率以保持心脏每分钟的血输出量。

【doc】谈谈体育运动中的流体力学

谈谈体育运动中的流体力学撩,,1,.哆谈谈体育运动中的流体力学~792/-2-戈忠恕众所周知,不少体育运动项目都与空气和水有着密切的关系.在进行体育比赛的时候,运动员的身体和使用的体育器械,跟空气和水都在做相对运动,如运动中产生的阻力,升阻比,稳定性及旋转等力学问题,直接会影响着体育比赛的成绩.比赛中运动员对这些力学问题掌握得好,利用得当,就可能刨造佳绩;反之就有可能败北赛场.体育运动中最常见的是阻力一般情况下,多数体育比赛项目都希望阻力小一些;但是有的运动项目或者在运动的某一段时间,却希望阻力大一些.如游泳就是这样,近代游泳理论认为,人体在水中向前游动的力量,主要是靠手臂和下肢划水,打水,蹬水,夹水等动作来获得的.从流体力学的角度来看,这是利用水的反作用力,也就是人的手和脚向后运动的时候受到水的阻力,这个阻力再反过来作用到人的身上.使人向前进.显而易见,在这个过程中,这种阻力越大越好.所以游泳运动员应该尽量地把静止的水往后推压,而不是摧压向后运动着的水.这样才好增加阻力,加快蒋泳速度.由于在游泳的时候,手脚要做循环往返运动,也就是在完成一个前进的动作以后,马上要做一个回返动作.来为下一次动作做准备.由于做回返动作的时候,手脚的运动方向与人体前进的方向是一致的,此时手脚的运动产生的阻力就成了人体前进的不利因素,故游泳运动员在做回返动作的时候,应该尽量藏小手和脚的迎水面积.降低回返速度,减小阻力.由此看出,游泳的不同阶段阻力起着不同的作用,因而对游泳动作的技术要求也有很大不同.运用流体力学的理论,可以找出游泳运动同流体阻力的特殊规律,提出合理的技术要求,采取科学的训练方法,提高比赛成绩. 然而有些运动项目,例如高台滑雪跳跃,滑翔机比赛,投掷标枪,铁饼等等,要想提高其成绩,光靠减小阻力是不够的,因为决定这些项目成绩的并不是阻力,而是上升力和阻力之比,叫做"升阻比".也就是通常说的滑翔性能.日本着名流体力学家各一郎教授,就利用风嗣试验研究了高台精雪跳跃运动的技术要领.实验结果表明,当运动员把双手紧贴在身体的两侧,让上身和滑雪板跟地面保持平行的时候,可以获得最大的升阻比和最远的跳跃距离.在1956年冬奥会上,芬兰运动员瓦里宁首次采用了这种姿势,结果夺得了这个项目的冠军.现在大家看到的滑雪跳跃比赛的运动员, 大都采用这种姿势.原因是从流体力学原理来看,高台滑雪跳跃的腾空时间只有4～6秒钟的时间,而在这段时间最大速度却可达35～45米/秒,所以要取得最远的跳跃距离.就必须在升阻比上打主意,也就是要尽可能地提高滑翔性能,延长腾空时间.升阻比对提高投掷标枪,链球成绩,意义也非同小可.这些项目的共同特点是,运动员或者运动器械在空中停留的时间较短,运动的轨迹都有一个最高点,所以通过最高点后,滑翔的距离对于提高运动成绩起着关键的作用.拿女子标枪来说,在投掷过程中,它在空中的滑翔距离一般要占整个距离的49%～56%.可见升阻比对于提高运动成绩有着十分密切的关系.在汽车比赛时,经常看到翻车现象,这是为什幺呢?其主要原因就是由于汽车在高速运动中失去了稳定性,造成了翻车.这种稳定性在流体力学中叫做动力稳定自去冬以来,美国气候就不正常.由于传媒对气象的报道充分,^们都知道气候异常与厄尼语现象有关.专家的意见是1998年6月这次厄尔尼语就能结束,按说春天应该敛进了,没想到4月份叉发生了破40年记录的大灾.这次灾倩惨重,当局十分重;=【8,社会保障有力.老百姓重建家园速度较快.就像投了一颗原子弹酿成重灾的龙卷风主要是两次4月8日硬同到9日早晨.强龙卷风群袭击美国东南部,重灾区在密西西比州,亚拉巴马州和佐治亚州,三州总计毁瞎1000多栎,受破坏房屋难以计数,停电1O多万卢,死44』,,伤1000多^.4月16日,龙卷风袭击阿肯色州和田纳西州交界地带,造成12^死亡.包括被洪水冲走一女子.前一例龙卷风使三州七郡蕾到重灾,灾情最重的是亚拉巴马州伯明鞠市西南部的杰弗进,圣克莱尔和圈斯卡路莎三郡.8日腕8～9时.龙卷团艘地,最大风速142米/,横扫地面的宽度这15公里,长度这24公里,把一所中学,一座教堂,一个鸦防站夷为平地.杰弗逊郡的警士∈伍穗华浣:那时,就像在这个地区授下了一颗曛子弹,使{旬{根本没有地方可以躲藏I.亚拉巴马州州长詹姆士说:.这是我一生见过的最强的暴风雨..气象学家藤田曾把龙卷风的强度分为51,等级,性.在许多比赛项目中,都要考虑这个同题.比如标枪在空中飞行的时候,空气作用于它的压力中心位置,是随着标枪在空中的运动情况而变化着的.计算表明. 只有标枪的轴线方向和运动方向之同的夹角大于l5' 的时候,压力中心的位置才趋向稳定.这个计算对于标枪的制作和投掷技术是非常重要的.国外体育研究人员针对1972年奥运会男子标枪睁投掷情况,作了专门研究,认为如果把标枪的压力中心位置从原来的地方向前移动一定的距离,那么冠军的成绩还可以提高16米多.近些年来,标枪的压力中心确实向前移动了, 结果投掷的距离比1972年提高了9米左右.在体育运动中还有一个十分重要的旋转流体力学问驻.研究结果表明,旋转的物体具有两种非常特殊的效应:一种旋转的物体在运动的过程中能嗒保持旋转轴方向不变;男一种是物体在旋转的时候,能够从流体中获得一个附加的升力,这个力虽然不大.但却给一些比赛项目带来了复杂的影响.这种旋转效应,在流体力学中叫"马牿努斯效应".这种教应在体育比赛中的利用,是一个根不简单的刨举.比如游泳比赛中,就要防止发生旋转,以免影响速度;而在射击,标枪,铁饼等比赛项目中.就要巧妙地利甩旋转效应,以提高比赛成绩.旋转效应对球类比赛来说,更有奇妙的用途.像足球比赛中的"曲线球,"香蕉球,排球比赛中的勾14手发球"或者"旋转飘球";乒乓球比赛中的发球和削球产生的孤圈球"等等,它们都是利用旋转效应,让球的运动轨迹突然发生另一种规律的变化.使对方难以捉摸,不能做出准确判断,从而造成失误.第十四届世界杯足球赛中,南斯拉夫队与西班牙队为争夺进入八强的资格,进行生死之战.南队的巴尔干的马拉多纳"1O号球星斯托伊科维奇在禁区前20多米处罚任意球时,就是利用一个难度极高的高速旋转"香蕉球破门得分.刁钻的"香蕉球神奇般地在飞行中改变方向,令守门员头痛,令观众惊叹,将"斗牛士挤出八强之外,真可谓一球定乾坤.被誉为第十四届世界杯赛最漂亮的任意球.1997年l2月在广东举行的全国俱乐部杯乒乓球赛女子单打决赛中,削球小将王辉以她那稳健的削球3:0力克世界冠军邓亚萍夺得冠军,就是利用削球时产生的高速旋转,加上削攻结合,使抄场老将邓亚萍难以适应而造成失误,从而取得成功的.高速旋转的削球还接连给性格由向的王辉带来好运:1996 年全国锦标赛上连阉李菊,王楠和橱影三关,成为近十几年来的第一位打削球的全国冠军.特别是在瑞典公开赛上还夺得女单冠军.这对于她来说实在是巨大的成功,王辉的世界排名也由第l7位直线上升到第l0位(责任绾辑:乌丹坭)。

流体力学阻力计算公式

流体力学阻力计算公式嘿，咱今天来聊聊流体力学阻力计算公式这事儿。

先来说说啥是流体力学阻力。

你想想，当一个物体在流体（像水、空气这些）中移动的时候，是不是会感觉到有一股力量在阻碍它前进？这股阻碍的力量就是流体力学阻力啦。

那流体力学阻力计算公式到底是啥呢？常见的有这么几种，比如斯托克斯公式。

这个公式在处理小颗粒在黏性流体中缓慢运动时就很有用。

咱来具体看看这个公式是怎么回事。

斯托克斯公式表示为：$F = 6\pi\eta rv$ 。

这里的$F$ 就是阻力，$\eta$ 是流体的黏度，$r$ 是颗粒的半径，$v$ 是颗粒的速度。

举个例子哈，就说咱们在水里游泳。

当你慢慢游的时候，水对你的阻力相对就小一些。

可要是你使劲扑腾，游得飞快，那阻力就一下子变大了。

这就跟速度$v$ 有关系。

再比如说，一个小沙子在水里移动，因为沙子颗粒小，所以阻力也和大石子在水里的阻力不一样，这就是半径 $r$ 的影响。

还有一种情况，比如飞机在空气中飞行。

飞机的外形设计就对阻力有很大影响。

如果飞机的外形很光滑，流线型很好，那空气阻力就会小一些。

要是外形设计得不好，有很多突出的部分，那阻力可就大了去了。

我记得有一次，我去参加一个科学展览。

那里有一个关于流体力学的展示台，展示了不同形状的物体在风道中受到的阻力。

有一个圆圆的球，还有一个奇形怪状、棱角分明的物体。

当风从风道吹过去的时候，那个圆球受到的阻力明显比那个形状奇怪的物体小很多。

工作人员就给我们解释，这就是因为物体的形状不同，导致与流体的接触面积和流动方式不一样，从而阻力大小也不同。

在实际生活中，流体力学阻力计算公式的应用那可太广泛了。

比如说汽车的设计，工程师们就得考虑怎么让汽车的外形减少空气阻力，这样不仅能让车跑得更快，还能节省燃料。

还有管道里液体的流动，得计算阻力来确定需要多大的压力才能让液体顺利通过。

总之，流体力学阻力计算公式虽然看起来有点复杂，但它在我们的生活中可是发挥着大作用呢。

游泳对科技进步和创新的影响：推动科技进步和创新,提高游泳技术和设施水平

游泳对科技进步和创新的影响：推动科技进步和创新，提高游泳技术和设施水平游泳是人类历史上最古老的运动之一，它不仅对个人健康有益，还对科技进步和创新有着深远的影响。

游泳运动的发展不仅推动了游泳技术和设施的提高，也催生了众多与游泳相关的科技创新。

本文将详细探讨游泳对科技进步和创新的影响及其在提高游泳技术和设施水平方面的贡献。

1. 游泳和科技进步的密切关系游泳是一项源远流长的运动，早在古代人类出现之前，原始人类就已经开始探索水中的运动方式。

随着时间的推移，人们不断改进游泳技术，这种改进与科技的进步密切相关。

从最初的徒手划水到今天的高科技辅助器材，游泳技术的进步离不开科技的支持。

1.1 游泳技术的改进游泳技术的改进一直是游泳运动发展的关键驱动力之一。

科技的进步不仅提供了更好的游泳装备和辅助器材，还帮助游泳者更好地理解游泳的原理和运动规律。

1.1.1 游泳装备随着材料科学的飞速发展，游泳装备的材质和设计也得到了极大的改进。

例如，游泳眼镜的面部密封性提高，可以更好地保护眼睛并减少水的阻力；游泳帽的材料变得更轻，更耐用，更透气，有助于减少游泳时的阻力。

此外，游泳服和浮力辅助装置等也经过科技的改良，使得游泳者可以更有效地在水中运动。

1.1.2 游泳姿势和技巧科技的进步也为游泳者提供了更科学的训练方法和技巧指导。

通过运用影像分析技术和运动捕捉设备，科研人员和训练师可以对游泳者的动作进行准确的记录和分析，以提供更精准的指导和改进方法。

这些新技术不仅帮助游泳者更好地掌握正确的游泳姿势和技巧，还可以帮助解决一些游泳中的技术难题，提高游泳的效果。

1.2 游泳对科技领域的影响游泳对科技领域的影响不仅体现在游泳技术上，还延伸至其他领域的创新与进步。

下面将介绍几个典型的领域。

1.2.1 材料科学游泳装备的改进离不开材料科学的突破。

为了提高游泳服的轻便性和降低水的阻力，科学家们开发了一种新型的材料，称为聚酰胺纤维。

这种材料的导热性能好，具有出色的机械强度和化学稳定性，非常适合用于制作游泳服等水上运动装备。

鱼翔浅底物理意义

鱼翔浅底物理意义鱼翔浅底的物理意义鱼翔浅底这个词语常常用来形容鱼类在水中游动的优美姿态。

它不仅表现了鱼类与生俱来的游泳技能，还蕴含了物理学原理在生物界的巧妙运用。

本文将从鱼翔浅底的物理原理、实际应用、鱼类适应水中生活的特点以及人类从中汲取的启示等方面进行探讨。

一、鱼翔浅底的物理原理鱼翔浅底的物理原理主要涉及到鱼类的生物力学和流体力学。

首先，鱼类的生物力学特点在于它们的身体结构和运动方式。

鱼类的身体呈流线型，有利于在水中减少阻力。

它们的尾部具有强大的摆动能力，通过尾部的摆动来产生前进的动力。

此外，鱼类的鳞片具有特殊的纹理，可以减小水流对鱼体的摩擦力。

其次，流体力学原理在鱼翔浅底中起着关键作用。

鱼类通过改变鱼体内的气体体积，从而调节自身的浮力。

在游泳过程中，鱼类通过吞水和排水的方式，使鱼体内的气体体积发生变化，进而控制自身的浮力。

这样，鱼类能够在不同水层中游动，适应各种水域环境。

二、鱼翔浅底现象在实际生活中的应用鱼翔浅底现象在实际生活中有很多应用，如渔业捕捞、水产养殖、水下机器人等领域。

通过对鱼类游动原理的研究，工程师们设计出了许多适用于不同场景的水下机器人。

这些机器人能够在复杂的水下环境中执行任务，如海底勘探、水下救援、水下施工等。

三、鱼类适应水中生活的特点鱼类适应水中生活的特点主要表现在以下几个方面：1.鱼类的呼吸系统：鱼类通过鳃来进行呼吸，吸收水中的氧气。

这种呼吸方式使得鱼类能够在水中生活，并适应不同水层的氧气含量。

2.鱼类的循环系统：鱼类的循环系统具有高效的氧气输送能力，保证了鱼体内各个器官的正常运作。

3.鱼类的骨骼和肌肉：鱼类的骨骼和肌肉结构使得它们能够在水中游动。

例如，鱼类的尾部肌肉发达，能够产生强大的动力。

4.鱼类的感知器官：鱼类拥有高度发达的感知器官，如眼睛、侧线等。

这些感知器官使鱼类能够准确地判断水流、距离和方向，从而在水中游动自如。

四、人类从鱼翔浅底现象中汲取的启示鱼翔浅底现象给人类带来了许多启示，例如：1.生物力学研究：通过对鱼类游动原理的研究，人类了解到生物力学在自然界中的广泛应用。

流体力学

流体力学在体育运动中，运动体都处于流体环境之中。

很多情况下流体对人体或器械的影响是不能够忽略的。

在陆上运动的人体或器械要在空气环境中通过。

潜水运动员要在液体环境通过，游泳运动员则要在两种不同流体——水喝空气中通过。

再如，大多数的球类运动、田径中的投掷项目，以及各种水中和水上运动等，流体对人体或运动器械的阻力或动力效应相当明显。

因此，要了解流体对运动技术的影响和作用的规律，必须掌握基本的流体力学知识。

一、流体的主要物理性质及连续介质模型1、流体及其易流动性：凡是没有固定形状且易于流动的物体就称为流体。

流体同固体间的根本差别在于流体具有流动性，而固体没有流动性。

所谓流动性并不是指物体能否变形而言，因为所有固体在外力作用下都能发生变形。

不过，在变形时，流体与固体所表现出的性质是截然不同的。

固体受力作用发生变形时，产生一种和变形大小成正比的弹性力来阻止变形。

当这个阻力增大到足以与外力相抵销时，变形便不再增大。

所以，固体变形的大小与外加作用力有关，外加力愈大，变形愈大。

反过来说，要得到较大的变形，就要用较大的力。

对于固体，所需的力的大小完全决定于对变形的要求，而与发生变形的快慢无关。

对于流体，却不是这样。

流体变形(剪切变形)也产生阻力，但这种阻力与变形的快慢有关。

要使流体很迅速地变形，需要用很大的力，而在用力的时间充分长，或者说，变形的过程相当慢时，任何细小的力(切向力)也能够使流体产生非常大的变形，产生流动。

这种性质便称为流动性。

流动性是所有流体所具有的共同特性。

2、流体的粘滞性：流体流动时，由于液体分子间的内聚力，不同速度的流体之间相互滑动必然在层与层之间产生内摩擦力，这种力作为流体内力，总是等值反向的成对出现的，并分别作用在相邻的两层上。

流体流动时内部产生内摩擦力的这种性质称为流体的粘滞性。

3、流体的可压缩性和不可压缩性:流体力学包括液体力学和气体力学两部分。

一般以水作为液体的代表，以空气作为气体的代表。

游泳与流体力学 ppt课件

游泳游泳流体力学流体力学31001012673100101267夏懿2012london2012london男子男子米自由泳米自由泳男子男子米自由泳米自由泳蛙泳腿蛙泳腿手向侧后下方划水产生前上方的推进力小腿外翻后向后蹬夹水产生向前推进力推进力推进力阻力阻力身体前方水对身体阻力头肩部受到水的阻力收腿时大腿受到水的阻力蛙泳腿蛙泳腿划水阶段分析划水阶段分析1978年国际第三届游泳生物力学讨论会升力系数手掌后掠角度手掌倾斜角度蛙泳腿蛙泳腿划水阶段分析划水阶段分析蛙泳腿蛙泳腿划水阶段分析划水阶段分析蛙泳腿蛙泳腿收腿阶段分析收腿阶段分析10蛙泳腿蛙泳腿蹬夹水阶段分析蹬夹水阶段分析12水的粘滞性水的粘滞性定义抵抗两层流体相对滑动或剪切变形的性质成因分子间相互吸引作用在流体力学中称为内聚力影响水对人有附着力运动慢的流层对运动快的流层施以阻滞力水对运动中人有阻力13水的密度水的密度14水的流动性水的流动性人在水中得丌到固定支撑大部分动作冲量都转移到水的流动上去人的动作冲量被流体的流动性所吸纳抵耗不分散难以在水中爆发式用力15水的丌可压缩性水的丌可压缩性人下水后排开水下表面入水更深压强更大产生的压力更大上下表面的压力差构成浮力水的丌可压缩性水的丌可压缩性产生的综合效应是给予物体浮力
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蛙泳腿
划水阶段分析
1978年国际第三届游泳生物力学讨论会
升力系数手掌后掠角度手掌倾斜角度
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蛙泳腿
划水阶段分析
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10
蛙泳腿
划水阶段分析ppt课件11源自蛙泳腿收腿阶段分析
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12
蛙泳腿
蹬夹水阶段分析
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水的粘滞性
• 定义
抵抗两层流体相对滑动或剪切变形的性质

游泳运动中的流体力学奥秘

游泳运动中的流体力学奥秘在夏日的阳光下，游泳池中水花四溅，泳者们或劈波斩浪，或悠然自得。

然而，这看似轻松的游泳运动背后，隐藏着复杂而精妙的流体力学原理。

今天，就让我们一起探索那些不为人知的水中奥秘。

游泳，作为一种涉及身体与水这一流体介质密切互动的运动，其效率和速度在很大程度上取决于对流体力学原理的理解和应用。

首先，浮力是游泳中至关重要的因素。

根据阿基米德原理，当人体进入水中时，会排开等于自身体积的水，这部分水的重力即为浮力。

理解并利用浮力，可以有效节省能量，提高游泳效率。

接下来，阻力是影响游泳速度的关键因素。

在水中，阻力主要来源于摩擦阻力和压差阻力。

摩擦阻力与泳者身体的表面积、表面光滑程度以及与水的相对速度有关。

因此，泳者通过穿着紧身泳装来减少皮肤表面的粗糙度，降低摩擦阻力。

同时，保持身体尽可能呈流线型，如采用水平姿势蹬水、减少不必要的动作，也能有效减小阻力。

此外，压差阻力与泳者身体的形状和姿态紧密相关。

优秀的游泳运动员在水中往往能维持一种高效的“水滴型”姿态，这种形状能够最小化湍流的产生，减少后方水流的尾迹，从而降低压差阻力。

推进力的产生同样是游泳中不可忽视的流体力学问题。

泳者通过手脚的划动，将动量传递给周围的水，根据牛顿第三定律，水也会以同样大小的力反推泳者前进。

自由泳和蝶泳中的“抓水”阶段，就是利用手部快速进入水中，形成高压区，推动身体向前的典型例子。

最后，升力对于游泳而言同样重要。

在爬泳和仰泳中，泳者需要通过调整手臂的角度和力度来产生向上或向下的升力，以保持身体的平衡和稳定。

综上所述，游泳运动不仅是体能和技术的挑战，更是流体力学应用的大舞台。

从浮力到阻力，再到推进力和升力，每一个细节都体现了自然法则的精妙。

了解这些原理，不仅可以帮助泳者更科学地训练，提高游泳效率，同时也增添了我们对这项运动深层次美感的认识。

当下一次你跃入水中，不妨想象一下，自己正与无形的流体力学携手共舞，体验那无与伦比的水中韵律。

生活中的流体力学

当我们观察生活时可以发现，我们生活在一个流体的世界里。

生活离不开流体，同样我们也离不开流体。

鹰击长空，鱼翔浅底；许许多多的现象都与流体力学有关。

生活中的很多事物都在经意或不经意中巧妙地掌握和运用了流体力学的原理，让其行动变得更灵活快捷。

你发现没有，高尔夫球的表面做成有凹点的粗糙表面，而不是平滑光趟的表面，就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小，使流动变为紊流，以减小阻力的实际应用例子。

最初，高尔夫球表面是做成光滑的，后来发现表面破损的旧球反而打的更远。

原来是临界Re数不同的结果。

高尔夫球的直径为41。

1毫米，光滑球的临界RE数为3。

85×E5，相当的自由来流空气的临界速度为135米/秒，实际上由于制造得不可能十分完善，速度要稍微低一些。

一般高尔夫球的速度达不到这么大，因此，空气绕流球的情况属于小于临界Re数的情况，阻力系数Cd较大。

将球的表面做成粗糙面，促使流动提早转变为紊流，临界RE数降低到E5, 相当的临界速度为35米/秒，一般高尔夫球的速度要大于这个速度。

因此，流动属于大于临界Re数的情况，阻力系数Cd较小，球打得更远。

乒乓球运动时分离则属于层流分离。

同样在游泳的时候，也受到流体的作用。

游泳是在水中进行的周期性运动。

人在水中的漂浮能力与身体所持姿势直接相关。

身体保持流线型（吸足气），使重心与水的浮心接近一条直线，就能漂浮较长时间；如果先吸足气，双臂却紧贴体侧，胸腔虽充足气，但下肢相对上身比重较大，下肢很快就会下沉。

因此，游泳不但要充分利用水的浮力，而且要尽量减少失去浮力的时间，如头不要抬得太高，身体不能起伏转动太大，空中移臂时间宜短等。

游泳者游进时受到相反方向的阻力作用。

游泳得阻力包括水的摩擦阻力、波浪阻力和物体得形状阻力。

设流线型物体的阻力为1，那么其他形状物体的阻力就大几倍至100倍。

推进力是指做臂划水或腿打水（蹬夹水）动作时给水一个作用力，水就给人体一个力量大小相等的反作用力，这个力就叫推进力。

流体力学三大方程是什么适用条件有哪些

流体⼒学三⼤⽅程是什么适⽤条件有哪些
流体⼒学的三⼤⽅程分别是连续性⽅程、能量⽅程、动量⽅程。

下⾯是关于流体⼒学的简要介绍，供⼤家参考了解。

流体⼒学三⼤⽅程
流体⼒学之流体动⼒学三⼤⽅程分别指：
1、连续性⽅程——依据质量守恒定律推导得出；
2、能量⽅程（⼜称伯努利⽅程）——依据能量守恒定律推导得出；
3、动量⽅程——依据动量守恒定律（⽜顿第⼆定律）推导得出的。

适⽤条件：
流体⼒学是连续介质⼒学的⼀门分⽀，是研究流体(包含⽓体，液体以及等离⼦态)现象以及相关⼒学⾏为的科学纳维-斯托克斯⽅程基于⽜顿第⼆定律，表⽰流体运动与作⽤于流体上的⼒的相互关系。

纳维-斯托克斯⽅程是⾮线性微分⽅程，其中包含流体的运动速度，压强，密度，粘度，温度等变量，⽽这些都是空间位置和时间的函数。

⼀般来说，对于⼀般的流体运动学问题，需要同时将纳维-斯托克斯⽅程结合质量守恒、能量守恒，热⼒学⽅程以及介质的材料性质，⼀同求解。

由于其复杂性，通常只有通过给定边界条件下，通过计算机数值计算的⽅式才可以求解。

流体⼒学原理及应⽤
流体⼒学原理主要指计算流体动⼒学中的数值⽅法的现状；运⽤基本的数学分析，详尽阐述数值计算的基本原理；讨论流域和⾮⼀致结构化边界适应⽹格的⼏何复杂性带来的困难等。

流体⼒学原理在游泳中的应⽤：⽔的⾃然特性与⼈体的飘浮能⼒凡涉及⽔环境的运动项⽬，参与者都不可忽视⽔的⼀条最为重要的⾃然属性──⽔是⼀种流体。

物理学中，研究流体宏观运动的这部分⼒学，称为流体⼒学。

它分为流体静⼒学和流体动⼒学两部分。

流体静⼒学研究流体平衡时⼒的宏观状态和规律，其主要内容有⽐重、液体内部压强、浮⼒和阿基⽶德定律等。