有熱心群眾反映，發(fā)現(xiàn)有個(gè)人鬼鬼祟祟，在野外做個(gè)超級(jí)大彈弓，一遍遍發(fā)射小球，測(cè)量距離，行為讓人費(fèi)解。

經(jīng)查得知，原來(lái)是一個(gè)腦子不太好的up主在研究高爾夫球表面的凹坑。她做過(guò)CFD模擬，發(fā)現(xiàn)凹坑能減小空氣阻力，讓高爾夫球飛得更遠(yuǎn)。于是，就信誓旦旦整了這么一出，真抽象，據(jù)說(shuō)到最后也沒(méi)有測(cè)出高爾夫球飛得遠(yuǎn)阻力小，哈哈哈。

嗯，果然不太聰明！在室外做這種試驗(yàn)，干擾因素太復(fù)雜。

這年頭家里總會(huì)備個(gè)風(fēng)洞，阻力誰(shuí)大誰(shuí)小，吹吹試試。這是一個(gè)光滑小球。這是一個(gè)同等大小表面帶凹坑的球。

將兩球固定在水平軌道上，跨過(guò)中間的定滑輪用細(xì)線連接，吹風(fēng)后，兩球在空氣阻力作用下做拔河比賽，誰(shuí)受的阻力大，誰(shuí)就將順風(fēng)移動(dòng)，另一個(gè)則頂風(fēng)向前。

最后套上透明桌布，保證通道內(nèi)空氣流量不變。為了避免兩球太近，彼此干擾流場(chǎng)，所以前后錯(cuò)開(kāi)一段距離。

開(kāi)機(jī)。輕松得出結(jié)果！光球被吹到了后面，說(shuō)明其風(fēng)阻大，而高爾夫球被拉到了前方，說(shuō)明其風(fēng)阻比光球小。

會(huì)是因?yàn)榍昂笪恢迷騿幔繉⒊跏嘉恢谜{(diào)換，仍然，高爾夫球迎風(fēng)向前。

這就輕松證明了高爾夫球的凹坑，確實(shí)可以減小空氣阻力。但直覺(jué)上你會(huì)不會(huì)覺(jué)得光球的阻力小才對(duì)？今天實(shí)驗(yàn)如此順利，經(jīng)常看我視頻的觀眾肯定知道這不正常。

是的，其實(shí)我打印了好幾個(gè)小球，也吹出了光球阻力小的情況。事實(shí)上，光球和高爾夫球的阻力誰(shuí)大誰(shuí)小是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，和高爾夫球表面坑的大小、深淺，以及空氣速度都息息相關(guān)。

澳大利亞墨爾本大學(xué)的研究人員用市面常見(jiàn)的8個(gè)牌子的高爾夫球，在專業(yè)的工業(yè)級(jí)風(fēng)洞做了實(shí)驗(yàn)，測(cè)得阻力系數(shù)。

速度較低時(shí)，比如風(fēng)速20米每秒以下，高爾夫球阻力系數(shù)普遍高，當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增加，8個(gè)高爾夫球阻力系數(shù)分別下降，到30m/s左右的時(shí)候，所有高爾夫球阻力系數(shù)都降到了光球以下。

這個(gè)阻力系數(shù)的下降在流體力學(xué)中叫“阻力危機(jī)”。是由于風(fēng)速增大讓球表面空氣流動(dòng)分離延遲導(dǎo)致的阻力系數(shù)下降的反直覺(jué)現(xiàn)象。

光球也有阻力危機(jī)，只是需要的流速更大，要到大幾十甚至近百米每秒的流速，而且光球發(fā)生阻力危機(jī)后，阻力系數(shù)一般會(huì)降得比粗糙的球更低。

所以你看，隨著速度區(qū)間的不同，光球和高爾夫球阻力誰(shuí)大誰(shuí)小會(huì)是完全不一樣的結(jié)果，甚至不同的高爾夫球，阻力性能也大不相同。你換一批球?qū)嶒?yàn)，得到的又是不一樣的曲線圖。

那你問(wèn)有沒(méi)有什么規(guī)律，比如球面的坑多少，多深在常規(guī)球速比如30m/s時(shí)是阻力系數(shù)最小的呢？

很遺憾，目前為止無(wú)論是理論、仿真還是實(shí)驗(yàn)，都沒(méi)有得到明確的規(guī)律。所以高爾夫球形狀沒(méi)有詳細(xì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際聯(lián)合會(huì)規(guī)定只要重量不大于45.96克，直徑不小于42.67毫米都行，至于表面有沒(méi)有坑，多少坑，多大的坑，他們一概不管。

也許這種復(fù)雜性和不確定性正體現(xiàn)出流體力學(xué)之美，湍流太難了，人類還沒(méi)搞明白。

科研是在未知的路上摸索，科普是把摸索的結(jié)果整理給大家。我把目前的結(jié)論整理一下就是特定的表面帶坑的小球在特定的速度區(qū)間里，比光球阻力小、飛得遠(yuǎn)。至于這個(gè)特定是什么呢，我相信任何人把球拿手里，都很難判斷，只能放風(fēng)洞里吹，一球一測(cè)了。

本期就到這里了，我們下期見(jiàn)！