资深科学家Tom Veilleux和Top-Flite高尔夫公司空气动力学研究主管Vince Simonds解释道。
高尔夫行业的工程师和科学家研究高尔夫球杆和高尔夫球之间的撞击,以确定所谓的球的发射条件。撞击通常只持续1/2000秒,但它确定了球的速度、发射角度和旋转速率。在这次短暂的撞击之后,球的轨迹完全由重力和空气动力学控制——无论高尔夫球手多么希望或诅咒。因此,空气动力学优化——通过凹坑图案设计实现——是高尔夫球整体开发的关键部分。
一个光滑的高尔夫球被专业高尔夫球手击打时,其飞行距离仅为带凹坑的高尔夫球的一半左右。大多数高尔夫球有300到500个凹坑,平均深度约为0.010英寸。高尔夫球上的升力和阻力对凹坑深度非常敏感:0.001英寸的深度变化会 радикально 改变球的轨迹及其可以飞行的总距离。凹坑传统上是球形的,但优化其他形状的空气动力学性能是可能的。例如,卡拉威的HX高尔夫球使用六边形(见图)。
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空气对任何穿过它的物体施加力。将手臂伸出移动的车窗外可以很容易地说明这种现象。空气动力学家将力分解为两个分量:升力和阻力。阻力直接作用于对抗运动,而升力则在垂直于运动的方向上起作用(在golf球的情况下,通常是向上)。当您在气流中旋转手时,您会改变作用在您手上的升力和阻力的大小和方向。
移动的物体在其前侧具有高压区域。空气平稳地流过前侧的轮廓,并最终从物体后侧分离。移动的物体还会留下一个湍流尾流区域,在该区域中,气流波动或搅动,导致其后方的压力较低。尾流的大小影响物体上的阻力大小。高尔夫球上的凹坑会产生一层薄薄的湍流空气边界层,该边界层附着在球的表面上。这使得平稳流动的空气可以沿着球的表面稍微向球的后侧移动,从而减小了尾流的尺寸。因此,带凹坑的球的阻力约为光滑球的一半。
凹坑也会影响升力。一个带有后旋的光滑球通过扭曲气流产生升力,使球像飞机的机翼一样工作。旋转动作使球底部的气压高于顶部的气压;这种不平衡在球上产生向上的力。球的旋转贡献了高尔夫球升力的一半左右。另一半由凹坑提供,凹坑可以优化升力。
答案最初发布于2004年1月5日。