羽毛球空氣動(dòng)力學(xué)的若干問(wèn)題研究.pdf

1、羽毛球空氣動(dòng)力學(xué)特性（簡(jiǎn)稱(chēng)飛行特性）是羽毛球質(zhì)量的重要性能指標(biāo)。羽毛片是組裝羽毛球必不可少的材料之一，羽毛片的特性及其安裝方式直接影響羽毛球的飛行特性，從而影響到羽毛球的質(zhì)量等級(jí)。羽毛片的特性主要包括彎度、拱度、厚度和長(zhǎng)度，而羽毛片的特性、羽毛球的攻角和安裝角對(duì)羽毛球飛行特性影響的相關(guān)研究尚未報(bào)道。選用何種羽毛片及其安裝方式能夠組裝得到更多優(yōu)良等級(jí)的羽毛球，對(duì)于提高羽毛球的生產(chǎn)效率有非常大的影響。目前的人工羽毛片的性能還不能夠替代天然的

2、羽毛片，市場(chǎng)上還是以天然羽毛片制造成的羽毛球?yàn)橹?。在現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外關(guān)于羽毛球飛行特性的研究基礎(chǔ)上，本文對(duì)羽毛球的飛行特性及其影響因素進(jìn)行了深入探討，建立了彎拱度羽毛片數(shù)學(xué)模型和羽毛球飛行運(yùn)動(dòng)模型，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，獲得了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本文的研究成果為提高羽毛球的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和組裝羽毛球時(shí)的羽毛片選用提供技術(shù)支持和理論指導(dǎo)，具有實(shí)用價(jià)值。
　　本文研究?jī)?nèi)容及理論成果如下:
　　1.組裝羽毛片特性的不同對(duì)羽毛球的飛行特性有非常大的影

3、響，本文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)得大量羽毛桿和羽毛葉的截面邊緣數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，從而建立了羽毛片的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果表明了模型的有效性;根據(jù)羽毛片特性，結(jié)合羽毛片模型，給出了羽毛片質(zhì)量與羽毛片特性之間的計(jì)算式，推導(dǎo)了羽毛片轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式，為分析羽毛片對(duì)羽毛球飛行旋轉(zhuǎn)特性的影響打下了基礎(chǔ)。
　　2.羽毛片的氣動(dòng)力特性與位置有關(guān)，通過(guò)分析羽毛球的結(jié)構(gòu)特性，建立了羽毛片受力分析模型，給出羽毛球要素的定義，結(jié)合羽毛片的特性，推導(dǎo)了氣動(dòng)力

4、和力矩的計(jì)算公式，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了模型的有效性。
　　3.根據(jù)陀螺理論，對(duì)羽毛球的飛行旋轉(zhuǎn)特性進(jìn)行了深入研究，提出了羽毛球的賴(lài)柴基表達(dá)式，結(jié)合羽毛片的特性，給出了羽毛球的進(jìn)動(dòng)角速度的計(jì)算公式，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該理論能夠合理解釋羽毛球運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
　　4.根據(jù)羽毛球的飛行特性，給出了羽毛球飛行運(yùn)動(dòng)方程，研究了羽毛片特性對(duì)羽毛球擺動(dòng)角及落點(diǎn)的影響，給出了不同羽毛片特性的羽毛球飛行軌跡運(yùn)動(dòng)方程，并進(jìn)行

5、仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明羽毛片特性的沖壓及選用有嚴(yán)格的要求。
　　5.根據(jù)羽毛球的飛行特性，給出了羽毛球的時(shí)變參數(shù)非線性方程，結(jié)合李雅普諾夫運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論，給出了羽毛球運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)定義，提出了一種判斷羽毛球質(zhì)量等級(jí)的方法，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了判斷方法的有效性。
　　6.建立了羽毛球質(zhì)量模型，分析影響羽毛球動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性的原因，給出羽毛球動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的計(jì)算公式。針對(duì)羽毛球動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定平衡調(diào)試的問(wèn)題，結(jié)合羽毛球風(fēng)洞質(zhì)量