离心超重力环境下流体中物体浮力与运动

作     者：赵天浩 郑建靖 凌靖华 施昌宇 凌道盛 ZHAO Tian-hao;ZHENG Jian-jing;LING Jing-hua;SHI Chang-yu;LING Dao-sheng

作者机构：浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 浙江华艺建筑设计有限公司浙江杭州310000 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2023年第57卷第1期

页      面：81-91页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51988101) 

主　　题：离心超重力 重力势 浮力 科氏加速度 运动轨迹 

摘      要：为了表征离心超重力环境下物体在流体中的运动规律,基于旋转非惯性系,考虑吊篮摆动遗留角的影响,推导由地球常重力和离心超重力共同产生的试验超重力场的重力势、静止流体压力及流体中物体承受流体浮力的表达式.基于Newton第二定律建立离心模型试验中静止流体内物体运动的控制方程,编制并验证了数值求解程序.流体中圆球运动的数值分析结果表明,当离心加速度较大时,吊篮摆动遗留角的影响可以忽略.试验超重力等势面是以离心机主轴为轴线的旋转抛物面,随着离心加速度的增大,等势面形态受地球重力的影响逐渐减小,趋于圆柱面.物体在流体中所受的浮力具有向心性和非均匀性.物体在流体中运动时,科氏力的影响不可忽略.