Magnus 效應

Magnus 效應

目的

模擬在氣流中體旋轉而造成的影響。

 

實驗

實驗裝置:設計一台可左右移動的車子,上面放置一圓柱體可順逆時針轉動。

從車子的側面產生氣流吹圓柱體,觀察圓柱體有無轉動時的情況。

 

原理思考

當圓柱體順時針和逆時針旋轉時,車子移動的方向有無改變?原因為何?

 

magus force 01

(為magnus產生的力、為圓柱體對於氣流的截面積、為流體密度、為流速、為氣動力係數,常數項) 當氣流流經過圓柱體時,因為空氣在柱體表面有黏滯的現象,所以接近柱體表面的流體流速會比遠離的慢,當圓柱體旋轉時,和圓柱旋轉的切線方向與氣流流速方向相同的,會比氣流流速相反的快,氣流因此偏向而給圓柱體一個作用力造成車子移動。

 

討論

為什麼不能用白努力定律來解釋此現象?

 

關於實驗

過去的Flettner Rotor Ship就是利用此原理來使船前進與改變方向。

 

參考資料  

"MAGNUS EFFECT – FLETTNER’S SHIP."University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility

"MAGNUS EFFECT "維基百科

 

製作

廖彥霖

 

指導老師

朱慶琪

 

撰稿

廖彥霖