（十二下）弧线球原理的补充-反马格努斯效应

Spitwater​ 北京航空航天大学 航空宇航推进理论与工程博士在读14 人赞同了该文章

上一篇（弧线球的原理）发表后，我的一个肥肠聪明又高水平的同事方剑博士给我看了一篇文章：The reverse Magnus effect in golf balls。我一看就看懂了（当然只是看懂了表皮），所以我觉着在这里应该补充一下。

1. 反马格努斯效应

下图来自于上面提到的文章。

四个图中，雷诺数和球的转速分别为：

a：50000，0

b：75000，0

c：65000，2500r/min 马格努斯效应

d：65000，1250rpm 反马格努斯效应

可以看到，对于d，出现了反马格努斯效应。

2. 解释

反马格努斯效应的解释也很简单：

1、之所以横向力反向，是因为下表面的边界层分离点比上表面还偏后的缘故。

2、在这种雷诺数下，本来上下表面都是层流分离，而下表面由于壁面的运动方向与气流相反，边界层的速度型有拐点，所以更容易转捩成湍流。

3、于是，上表面是层流分离，靠前，下表面是湍流分离点，靠后。下表面的分离点比上表面还靠后，气流反而被导向上方了。因此产生了反马格努斯效应。

反马格努斯效应的发生条件是雷诺数不太低也不太高。雷诺数太低的话边界层全都是层流，那么还是正的马格努斯效应。雷诺数太高的话上下边界层都是湍流，那么也还是正的马格努斯效应。只有在合适的雷诺数和球转速下，正好只在下表面触发转捩，才有可能发生反马格努斯效应。

3. 总结

目前的研究还没完全搞清楚壁面运动的情况下的转捩机理和具体条件，还需要进一步的研究。所以道理虽然很简单，但并不能用理论得出定量的关系，这种所谓的“反马格努斯效应”是先观察到现象，后进行解释的，很难事先预测。

后记

这篇文章不能算科普了，也不能算原创，只是为了显摆自己水平高才发的，嘿嘿。

原作：王洪伟