帆船力学原理

帆船力学及风向角原理

08光信息科学与技术 李方宁

帆船运动是奥运会的比赛项目，这项运动被越来越多的人所喜爱。

1 帆船的动力来源

一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆，如图1

图2所示，帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道，当空气流动得快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如图1所示顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，当空气向一个方向流动时，它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，如图2

所示，船正是在风的静压力推动下前进的。

帆所受静压力的产生，主要是帆具有像机翼一样的弧形。

图4所示。在这里称它为“升力”。

如图5所示，帆所受的静压力FT，并不能全部用来推动船前进，真正用来推动船前进的是FT沿船头方向的分力FR，FR的值要小于使船横向移动的分力FH。尽管横向力较大，但在实际

帆船、帆板运动的力学原理简介 浙江省上虞市春晖中学 陈炳龙

帆船、帆板运动是奥运会的比赛项目，这项运动被越来越多的人所喜爱。但要想学会驶帆，必须首先弄清它的力学原理。

1 帆船的动力来源

一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆，如图1、图2所示，帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道，当空气流动得快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如图1所示顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，当空气向一个方向流动时，它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，如图2所示，船正是在风的静压力推动下前进的。

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帆所受静压力的产生，主要是帆具有像机翼一样的弧形。我们把帆的横截面和机翼的横截面对照一下，就可以看到它们的共同点。如图3所示，当气流通过帆或机翼时，由于机翼上面和帆的前面的气流要走更长的距离来和机翼下面和帆后面的气流相

帆船、帆板运动的力学原理简介 浙江省上虞市春晖中学 陈炳龙

帆船、帆板运动是奥运会的比赛项目，这项运动被越来越多的人所喜爱。但要想学会驶帆，必须首先弄清它的力学原理。

1 帆船的动力来源

一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实风的动力以两种形式作用于帆，如图1、图2所示，帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。

我们知道，当空气流动得快的时候，在正面挡住它的物体就会受到空气的冲击，这种冲击产生的压力我们称为动压力。当帆船如图1所示顺风行驶时，就是空气对帆的动压力推动帆船前进的。由“流速增加，压强降低”的伯努利原理知道，当空气向一个方向流动时，它向侧面作用的力就要相对减小。也就是说气体流动速度越大的地方，动压力压强越大，而静压力压强越小。流速愈小的地方，动压力压强愈小而静压力压强愈大。这样气体流速小的地方对流速大的地方就会产生一个侧向的压力，这个力称为静压力。当迎风驶帆时，如图2所示，船正是在风的静压力推动下前进的。

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帆所受静压力的产生，主要是帆具有像机翼一样的弧形。我们把帆的横截面和机翼的横截面对照一下，就可以看到它们的共同点。如图3所示，当气流通过帆或机翼时，由于机翼上面和帆的前面的气流要走更长的距离来和机翼下面和帆后面的气流相

从古至今有许多关于智慧的故事，如司马光砸缸，草船借箭，曹冲称象等。

今天下午，老师说要教我们做帆船，同学们高兴得一蹦三尺高。

做帆船的材料有：吃完冰棍的棍子，胶水，皮筋，一次性筷子等。老师先把六个棍子用胶水贴在一起，再重新拿两个棍子前面和后面用剪刀剪去，其次拿胶水把剪下来的贴在一起，形状像风车一样。现在要给船身插筷子，可作文是船身必须要有孔？用什么钻一个孔呢？

大家七嘴八舌的讨论，有的说用剪刀戳个洞，有的说用电钻钻个洞，老师说可以用钉子钉两个洞，说着老师拿来了锤子钉了两个孔。

最后，老师把筷子插在两个孔里，再制成像帆船一样的帆，用皮筋把帆和两个筷子捆住在我们大家的齐心协力下，帆船终于做好了。

通过这节课，我明白了做事要想办法，多动脑筋。

A帆船入门知识讲堂

A：结构知识：

帆船主要有2种船体hull:单体和多体。一般而言，多体船的速度要比单体船快。船体的前部称为船艏bow。船艏一般较尖，然而小于10英尺长的帆船也许用方形的船艏，比如op级的帆船。船体的后部称为船艉stern。船艉一般较宽，并有一个平而垂直的面，叫做艉舷。帆船的左舷一般用红色标志，右舷用绿色标志。初学者往往用红色和绿色胶带分别贴在帆船左右舷的显著位置。

B：器材认识：

在帆船船体之上的器材主要包括帆、桅杆和索具。帆船一般具有单帆或者多帆。单桅多帆的帆船比较常见，一般包括主帆和三角形的前帆。桅杆用于支撑船帆。部分小帆船不需要名为支索的支持桅杆用的索具，而多数帆船种类则需要支索。桅杆于船体的连接索称为支索。桅杆与船艏的连接索称为前支索，桅杆与船艉的连接索称作后支索。用来操作帆的索具称作控帆索，它们包括：主帆控帆索、前帆控帆索、后拉索、主帆升帆索、下拉索、以及斜拉索或者帆桁斜拉器等。绞盘用来固定和盘绕索具。系榄桩（夹绳器、羊角、条形夹绳器）内有齿，用来加强固定索具。

帆就是帆船的动力来源，它将风的能量转化成帆船向前航行的动能。调整帆的迎风角度，就同时改变了风与帆的相互作用。当风向改变时，

建筑学院

高层建筑实例分析

——帆船酒店

姓 名： muyin 学号：00000000000 指导老师： 胡立军

酒店简介

阿拉伯酒店，又称迪拜帆船酒店。全世界最豪华的酒店，它是世界上第一家的7星级酒店。位于中东地区阿拉伯联合酋长国迪拜酋长国的迪拜市。矗立在海滨的人工小岛上，外形如同一张鼓满了风的帆，通体呈塔形，从头到脚56层，高达321米，拥有202套复式客房，在中间靠上的位置搭建了俯瞰全城的豪华餐厅，还修成一座全球最高的花园中庭。

帆船酒店糅合了最新的建筑及工程科技，迷人的景致及造型，使它看上去仿佛和天空融为一体。阿拉伯塔酒店共有56层，321米高，比法国艾菲尔铁塔还高上一截。酒店采用双层膜结构建筑形式，造型轻盈、飘逸，具有很强的膜结构特点及现代风格。

饭店由英国设计师W.S. Atkins设计，外观如

同一张鼓满了风的帆，。将浓

光学原理的力学类比

摘要：系统地类比了光学原理与力学原理，并从这种类比关系出发对波动力学的建立进行了讨论 关键词：力学原理；光学原理；类比

为了解决光在连续变化的非均匀媒质中从一点传播到另一点所遵循的普遍规律，1679年费马（Fermat）将此规律表述为：光线从一点P传播到另一点Q的实际路线上，光程取极值（可以是极小值、极大值、定值），即

??nds?0 (1)

PQ或 ??dsPuQ?0 (n=c/u) (2)

式（1）、(2) 即为几何光学中著名的费马原理的两种基本形式，式中△为全变分算符，n为媒质折射率，L为积分路径，ds为路径线元，u为光波速度，c为真空中的光速．由费马原理能推出几何光学的全部定律。

为把力学包含在一个极值化的原理中，莫培丢（Maupertuis）于1744年首先提出，拉格朗日（Lagrange）于1760年严格论证并加以推广的适用于保守系统的力学原理——最小作用原理，表述为：对理想、完整的保守系统，通过相同起终位置的一切运动，其可能实现的运动是在其附近考虑到的相同能量的各种路径中，使拉格朗日作用量取极值的运动，即 ??t2t12Td

帆船酒店地基工程分析

雄踞在迪拜的海岸外，是全球最了不起的建筑物之一，高度超过321米，甚至超出了埃菲尔铁塔，这是地球上最高，恐怕也是最奢华的一家酒店，特地要让世人震惊，它的名字叫做阿拉伯塔，又称为帆船酒店。帆船酒店只需要几条曲线便能让人得知它的身份，除了建筑物本身，还能一眼就看出所在的地

点，它是21世纪的地标。帆船酒店的工程花了5年的时间，2年半时间在阿拉伯海填出人造岛，2年半时间用在建筑本身，使用了9000吨钢铁，并把250根基建桩柱打在40米深海下。这是一场空前的奋斗，把所有人的潜力发挥到极限。

1994年11月酒店动工，由于酒店需要建在海中，为此，总建筑师莱特建议专门为酒店造一座小岛。1995年，在完成人工岛的施工后，下一阶段就是地基的问题。

建筑工人在岛中央，把一段段巨大的钢材打入地底20米深，这样构成一道三角形的钢墙叫做钢板桩围堰。一种临时性的围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式

建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。施工团队把围堰里面的沙挖空，将成为酒店地下室的外围。但移除沙恐怕有其风险，海水的重量大举压向海床，这股力量迫使海

水渗透沙，很可能

中投顾问产业研究中心

中国帆船产业政策环境分析

1、水上运动产业规划下发

为加快推动水上运动发展，丰富水上运动产品供给，满足群众水上运动消费需求，激发水上运动产业和关联产业的发展潜力与活力。2016年11月，体育总局、国家发展改革委、水利部等9部门联合印发《水上运动产业发展规划》（以下简称《规划》）。

《规划》提出基本形成组织机构完善、管理制度健全、俱乐部布局合理、产业带动明显、赛事活动成熟和群众基础坚实的水上运动健身休闲环境，以及到2020年推动水上运动产业总规模达到3000亿元，水上运动俱乐部达到1000个等发展目标。并从加强运动设施建设、丰富赛事活动供给、培育多元主体、加强人才队伍建设、提升产业能级、引导水上运动消费等方面提出主要任务。此外还明确了加快改革创新、完善政策体系、加强行业管理、完善安全救援体系、强化组织领导等5个方面的保障措施。下一步，相关部门将按照《规划》要求，持续做好监督检查工作，确保《规划》顺利推进。

2、国家层面的关注度上升

中投顾问发布的《2017-2021年中国帆船行业深度调研及投资

老师，是一艘不倒的帆船，在洁白的帆下，总能找到温暖的方向。

题记

雨，阴沉沉地落下，冰凉的水竟浸透了我的身躯。泪，自然地滑过，释放着我的伤痛。很快，阴雾掩住了我的身影，瘦小的肩膀一抽一抽的，两眼如烧红的圆铁，蒙上了一层热雾，什么都看不见。

一下子，雨停了！不，不是，是一把伞。陈老师举着伞，抓住我的小手，一把拉进了怀中，温度在一丝一丝传递。你这傻孩子，怎么往雨里淋呢？”爸爸”我缓缓吐出一口气，慢慢说出两个字。但一下想到爸爸凶恶的神态时，不禁吞了一口水，往老师怀里缩了缩作文。哎，是不是骂你了？别怕，父母都是对你好，不会怎样！”老师捧住我的脸颊，露出一个和蔼的笑容一拐，一勾，一咧，那一抹笑是多么亲切。弯弯的眉，大大的眼，加上淡淡的笑容是多么好看啊！我愣住了，迟迟离不开眼，就一直怀抱着老师，没有一点想松开的痕迹。

傻孩子，快回去吧！家里人该担心了。”老师柔柔的话语像冬日里的暖水，一点一点击碎我倔强的心。我情不自禁地点头，迈开步子，往家的方向走去。老师站立着目送我回家。

大家都在说家人才是你最温暖的港湾”，但我想加一句老师是护送我回航的那只帆船”。