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基于试验方法的运动帆船帆翼空气动力性能研究

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【作者】 马勇郑伟涛韩久瑞

【机构】 武汉体育学院体育工程与信息技术学院弗林德斯大学科学和工程学院

【摘要】 帆翼空气动力特性是帆船重要的性能之一,为了掌握帆船比赛中不同航向角时帆翼的空气动力特性,采用了缩尺比为1:16的几何相似模型进行了单帆帆翼的空气动力性能试验研究,得到了不同航向角下帆翼的推力系数、侧向力系数随攻角变化关系和最大推力系数以及对应侧向力系数曲线。分析发现:在帆船航行中存在死角区,当航行角在此区域内不管攻角如何改变帆船都无前进推力,该帆翼的死角区为0到10度;航向角小于40度时帆船航行不是理想状态;在航向角40度到140度之间,最大推力系数随航向角增加而增加,对应侧向力系数则随航向角增加而减小。当航向角为140度时,最大推力系数是全过程中的最大值1.52,对应侧向力系数又是全过程中比较偏小的,所以当航向角为140度左右时帆船有较理想的航行状态。试验结果和所作的结论,为帆船运动员在奥运会帆船比赛过程中帆翼调整提供了理论基础。

【关键词】 帆翼空气动力性能模型试验攻角航向角
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