A valid intuitive understanding of the phenomenon is possible, beginning with the fact that, by conservation of momentum, the deflective force on the body is no more or less than a reaction to the deflection that the body imposes on the air-flow. The body "pushes" the air down, and vice versa. As a particular case, a lifting force is accompanied by a downward deflection of the air-flow. It is an angular deflection in the fluid flow, aft of the body.
In fact there are several ways in which the rotation might cause such a deflection. By far the best way to know what actually happens in typical cases is by wind tunnel experiments. Lyman Briggs[5] made a definitive wind tunnel study of the Magnus effect on baseballs, and others have produced interesting images of the effect.[5][6][7][8] The studies show a turbulent wake behind the spinning ball. The wake is to be expected and is the cause of aerodynamic drag. However there is a noticeable angular deflection in the wake and the deflection is in the direction of the spin.
The process by which a turbulent wake develops aft of a body in an air-flow is complex but well-studied in aerodynamics. It is found that the thin boundary layer detaches itself ("flow separation") from the body at some point and this is where the wake begins to develop. The boundary layer itself may be turbulent or not; this has a significant effect on the wake formation. Quite small variations in the surface conditions of the body can influence the onset of wake formation and thereby have a marked effect on the downstream flow pattern. The influence of the body's rotation is of this kind.
It is said[citation needed] that Magnus himself wrongly postulated a theoretical effect with laminar flow due to skin friction and viscosity as the cause of the Magnus effect. Such effects are physically possible but slight in comparison to what is produced in the Magnus effect proper.[5] In some circumstances the causes of the Magnus effect can produce a deflection opposite to that of the Magnus effect.[8]
The diagram at the head of this article shows lift being produced on a back-spinning ball. The wake and trailing air-flow have been deflected downwards. The boundary layer motion is more violent at the underside of the ball where the spinning movement of the ball's surface is forward and reinforces the effect of the ball's translational movement. The boundary layer generates wake turbulence after a short interval.
On a cylinder, the force due to rotation is known as Kutta-Joukowski lift. It can be analysed in terms of the vortex produced by rotation. The lift on the cylinder per unit length, F/L, is the product of the velocity, V, the density of the fluid,
ho, and the strength of the vortex that is established by the rotation, G:[4]
F/L=
ho V G,
where the vortex strength is given by
G = 2 pi omega r^2,
where ω is the angular velocity of spin of the cylinder and r is the radius of the cylinder.
ที่ถูกต้องเข้าใจง่ายของปรากฏการณ์ที่เป็นไปได้เริ่มต้นด้วยความจริงที่ว่าด้วยการอนุรักษ์โมเมนตัมแรง deflective ในร่างกายไม่มากหรือน้อยกว่าการตอบสนองต่อการเบี่ยงเบนที่ร่างกายเรียกเก็บกับอากาศไหล ร่างกาย "ผลักดัน" อากาศลงและในทางกลับกัน ในฐานะที่เป็นกรณีพิเศษ, แรงยกจะมาพร้อมกับแอ่นตัวลงของอากาศไหล มันเป็นโก่งเชิงมุมในการไหลของของเหลวท้ายของร่างกาย. ในความเป็นจริงมีหลายวิธีในการหมุนซึ่งอาจก่อให้เกิดการแอ่นตัวดังกล่าว ไกลโดยวิธีที่ดีที่สุดที่จะรู้ว่าสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในกรณีทั่วไปคือโดยการทดลองในอุโมงค์ลม ลายแมนบริกส์ [5] ได้ศึกษาในอุโมงค์ลมที่ชัดเจนของผลกระทบแมกนัสในเบสบอลและอื่น ๆ ได้มีการผลิตภาพที่น่าสนใจของผลกระทบ. [5] [6] [7] [8] การศึกษาแสดงให้เห็นถึงการปลุกปั่นป่วนอยู่เบื้องหลังลูกปั่น . การปลุกเป็นที่คาดหวังและเป็นสาเหตุของแรงต้านอากาศพลศาสตร์ อย่างไรก็ตามมีการโก่งเชิงมุมเห็นได้ชัดในการปลุกและการโก่งตัวอยู่ในทิศทางของการหมุน. กระบวนการที่ปลุกปั่นป่วนพัฒนาท้ายของร่างกายในอากาศไหลมีความซับซ้อน แต่ดีศึกษาในอากาศพลศาสตร์ นอกจากนี้ยังพบว่าบริเวณชั้นบาง ๆ แยกตัวเอง ("ไหลแยก") จากร่างกายในบางจุดและนี่คือที่ปลุกเริ่มต้นในการพัฒนา บริเวณชั้นที่ตัวเองอาจจะป่วนหรือไม่ นี้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการสร้างการปลุก รูปแบบขนาดเล็กมากในสภาพพื้นผิวของร่างกายที่สามารถมีอิทธิพลต่อการโจมตีของการก่อตัวตื่นและจึงมีผลทำให้เกิดรูปแบบการไหลล่อง อิทธิพลของการหมุนของร่างกายเป็นแบบนี้. ได้มีการกล่าว [อ้างจำเป็น] แมกนัสว่าตัวเองผิดอ้างผลกระทบทางทฤษฎีกับการไหลราบเรียบเนื่องจากแรงเสียดทานของผิวและความหนืดเป็นสาเหตุของผลแมกนัส ผลกระทบดังกล่าวมีความเป็นไปได้ทางร่างกาย แต่เพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสิ่งที่มีการผลิตในผลแมกนัสที่เหมาะสม. [5] ในบางสถานการณ์สาเหตุของผลกระทบแมกนัสสามารถผลิตโก่งตรงข้ามกับที่ของผลกระทบแมกนัส. [8] แผนภาพที่ หัวของบทความนี้ยกการแสดงการผลิตในบอลกลับปั่น การปลุกและอากาศไหลต่อท้ายได้รับการหักเหลง ชั้นขอบเขตการเคลื่อนไหวเป็นความรุนแรงมากขึ้นที่ด้านล่างของลูกบอลที่หมุนเคลื่อนไหวของพื้นผิวของลูกเป็นไปข้างหน้าและตอกย้ำผลกระทบของการเคลื่อนไหวแปลของลูก ชั้นขอบเขตสร้างความปั่นป่วนตื่นหลังจากช่วงสั้น. ในถังแรงเนื่องจากการหมุนเป็นที่รู้จักกันยก Kutta-Joukowski มันสามารถวิเคราะห์ในแง่ของกระแสน้ำวนที่ผลิตจากตำแหน่งตามวาระ ลิฟท์ในถังต่อหน่วยความยาว, F / L เป็นผลิตภัณฑ์ของความเร็ว, V, ความหนาแน่นของของเหลว โร, และความแข็งแรงของกระแสน้ำวนที่จะจัดตั้งขึ้นโดยการหมุน, G: [4] F / L = โร VG, ที่ความแรงกระแสน้ำวนจะได้รับโดยG = 2 pi r โอเมก้า ^ 2, ที่ωคือความเร็วเชิงมุมของการหมุนของวัตถุทรงกระบอกและ R คือรัศมีของทรงกระบอก
การแปล กรุณารอสักครู่..