野渡无人舟自横现象的数值研究

发布时间：2022-02-17 15:16

　　为了研究"野渡无人舟自横"这一自然现象,本文采用数值仿真技术模拟研究了小船在水流作用下的运动特性,得出:顺于水流以及横于水流都属于小船平衡位置。但顺于水流属于非稳定平衡位置,受扰动后将失去平衡,并再也恢复不到原平衡位置;而横于水流属于稳定平衡位置,此时即使小船受到扰动失去平衡,最终也能在自身力矩作用下重新恢复到原平衡位置。 

【文章来源】：力学与实践. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

模型计算区域

在建立模型网格时，考虑到小船周围流动的复杂性，对距小船中心半径4a范围内的网格进行了加密处理。整个计算域全部采用质量较高的结构化网格，节点数约为23 320个，如图3所示。2.2 数值计算方法

图4为小船初始偏转角α=0，π/4两种状态下，计算得到的时间-偏转角曲线图。从图中可以得出：无论初始偏转角为何种状态，小船在受到外界扰动后都偏离了原位置。并且都围绕α=π/2做阻尼振动，大约经过60 s时间的调整后波动消失，随后小船在α=π/2位置重新建立起了平衡状态。这一结果表明，无论小船最初偏转角α为何值，受外力作用发生偏转后，最终都能在横于水流的位置重新建立起平衡。

【参考文献】：
期刊论文
[1]春潮带雨晚来急——“野渡无人舟自横"的写作札记[J]. 王振东.  力学与实践. 2006(03)
[2]从“野渡无人舟自横”到“香蕉球”技术[J]. 周道祥.  力学与实践. 2005(03)
[3]野渡无人舟自横——漫话流体运动中物体的稳定性[J]. 王振东.  科学. 2004(01)
[4]野渡无人舟自横——谈流体流动中物体的稳定性[J]. 王振东.  力学与实践. 1992(04)



本文编号：3629642