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第一步。
推力强化机制与水平分力!
气流流经身体表面时,由于身体曲面形态改变,使得身体外侧与内侧的气流流速产生明显差异。
身体外侧气流流速加快,压强降低。
内侧流速相对较慢,压强较高。
这种压强差促使顺风更顺畅地沿着身体两侧流动,减少气流紊乱与能量损耗。
这是因为当曲臂角度增大时,手臂外侧与躯干形成的复合曲面曲率。
曲率半径从R1减小至R2,R2v),依据伯努利方程,流速增加导致身体外侧静压 p外,显著降低,形成外侧低压区。
躯干前侧迎风面因曲臂遮挡形成相对平缓的气流附着面,气流流速维持低速(v≈v),静压p内保持稳定,形成内侧高压区。
再加上横向压力梯度驱动。
内外侧静压差直接转化为横向推力分量,该力沿身体纵轴的水平投影即为增效水平分力。
第二步。
常规曲臂角度137.5°下,气流在肘部后方约5cm处发生分离,形成涡流区。
阻力系数Cd≈0.85。
增大至140°后,曲面曲率平滑过渡使气流附着长度延长至肘部后方12cm。
分离点后移7cm。
涡流区面积缩小40%。
阻力系数降至Cd≈0.68。
可能就有人问了……
那这个阻力系数降低有啥用呢。
这是跑步,又不是滑冰。
事实上。
在大物理的理论下,跑步就是滑冰。
只要你还在地球上。
那么就是阻力系数高低的问题。
而不是其余的问题。
阻力降低的力学意义就是减少的压差阻力等价于释放出额外的水平分力用于推进。
使净推进力提升。
以风速2m/s、身体正面面积0.4㎡计算。
就是这样。
这样,你就可以推导出来,设顺风作用力为 F,与身体纵轴前进方向,夹角为α,α=90°-θ,θ为曲臂角度。
当θ从137.5°增至140°时:
看似水平分力系数减小,但实际因气流重构导致F值激增。
风速迭加身体加速度使相对风速从v_wind增至v_wind+v_body,
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