為了研究"野渡無人舟自橫"這一自然現(xiàn)象,本文采用數(shù)值仿真技術(shù)模擬研究了小船在水流作用下的運(yùn)動特性,得出:順于水流以及橫于水流都屬于小船平衡位置。但順于水流屬于非穩(wěn)定平衡位置,受擾動后將失去平衡,并再也恢復(fù)不到原平衡位置;而橫于水流屬于穩(wěn)定平衡位置,此時(shí)即使小船受到擾動失去平衡,最終也能在自身力矩作用下重新恢復(fù)到原平衡位置。 

【文章來源】：力學(xué)與實(shí)踐. 2020,42(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

模型計(jì)算區(qū)域

在建立模型網(wǎng)格時(shí)，考慮到小船周圍流動的復(fù)雜性，對距小船中心半徑4a范圍內(nèi)的網(wǎng)格進(jìn)行了加密處理。整個(gè)計(jì)算域全部采用質(zhì)量較高的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，節(jié)點(diǎn)數(shù)約為23 320個(gè)，如圖3所示。2.2 數(shù)值計(jì)算方法

圖4為小船初始偏轉(zhuǎn)角α=0，π/4兩種狀態(tài)下，計(jì)算得到的時(shí)間-偏轉(zhuǎn)角曲線圖。從圖中可以得出：無論初始偏轉(zhuǎn)角為何種狀態(tài)，小船在受到外界擾動后都偏離了原位置。并且都圍繞α=π/2做阻尼振動，大約經(jīng)過60 s時(shí)間的調(diào)整后波動消失，隨后小船在α=π/2位置重新建立起了平衡狀態(tài)。這一結(jié)果表明，無論小船最初偏轉(zhuǎn)角α為何值，受外力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，最終都能在橫于水流的位置重新建立起平衡。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]春潮帶雨晚來急——“野渡無人舟自橫"的寫作札記[J]. 王振東.  力學(xué)與實(shí)踐. 2006(03)
[2]從“野渡無人舟自橫”到“香蕉球”技術(shù)[J]. 周道祥.  力學(xué)與實(shí)踐. 2005(03)
[3]野渡無人舟自橫——漫話流體運(yùn)動中物體的穩(wěn)定性[J]. 王振東.  科學(xué). 2004(01)
[4]野渡無人舟自橫——談流體流動中物體的穩(wěn)定性[J]. 王振東.  力學(xué)與實(shí)踐. 1992(04)



本文編號：3629642