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从流体力学的角度解释为什么水立方有助于破记录
    时间:2011-5-11     点击率:27466

    

从流体力学的角度解释为什么水立方有助于破记录
 


     根据范宁公式,流体的阻力损失和摩擦系数成正比,而和流速的平方也成正比。而流体的摩擦系数和流体的黏度又成正比。
     据“水立方”的项目总工程师陈蕾介绍,按照国际泳联的规定,泳池的温度在25至27摄氏度之间即可。但“水立方”的水温一直精确地控制在26.5至26.9摄氏度之间。25度到27度虽然是很少的差值,但是在这两个不同的温度下,水的黏度有相当大的变化: 25度下的水的黏度比27度高了约4.58%。
     运动员达到最大的运动速度下,克服流体的流体阻力损失正比于运动员最大功率。在泳池条件未改变的情况下,两个不同的黏度值下有如下的关系式:

   

 恒定系数 X 黏度1 X 速度1 X 速度1 = 恒定系数 X 黏度2 X 速度2  X  速度2 = 运动员最大功率
 


     由此关系式可见,在运动员最大功率恒定的情况下。速度的平方和水的粘度成反比。
     25度下水的黏度大约是27度下水的黏度的1.0458倍, 开平方大约1.0226。
     可以推算,在其他条件不变的情况下,27度下运动员的最大游泳速度比25度下提高2.26%。 水立方精确地把水温度控制在国际泳联允许的最上限,帮助很多运动员打破了游泳记录。
     以上分析,假设运动员在泳池中的流体流动为层流。虽然实际的流体流动情况非常复杂,但是不影响该假设的示范意义。
 


                                                                                           (选自“爱卡汽车网”,本刊略有修改)