空氣動(dòng)力學(xué)研究科研課題推薦，大牛導(dǎo)師帶教！

說(shuō)到“時(shí)髦”“高大上”“年輕”你會(huì)想到什么？第一個(gè)想到的就是F1賽車(chē)。一輛輛賽車(chē)呼嘯而過(guò)，互相追逐的那種緊張刺激讓許多人都為之著迷。

賽車(chē)作為一項(xiàng)全球知名的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，正在吸引越來(lái)越多Z時(shí)代的關(guān)注。但只要是運(yùn)動(dòng)，就會(huì)有意外發(fā)生。就在前幾天，一起F1賽車(chē)的事故掀起了軒然大波。

驚險(xiǎn)時(shí)分！賽車(chē)事故再次出現(xiàn)

7月3日，2022賽季F1英國(guó)大獎(jiǎng)賽剛剛起步，就發(fā)生了至少五輛車(chē)相撞的災(zāi)難性事故。而中國(guó)車(chē)手周冠宇遭遇了嚴(yán)重翻車(chē)。

有視頻顯示，周冠宇被撞擊后，車(chē)輛完全底部朝上，并水平方向轉(zhuǎn)了多圈，翻出輪胎墻。
當(dāng)時(shí)，周冠宇的阿爾法·羅密歐賽車(chē)在正常行駛。但旁邊的兩部賽車(chē)為爭(zhēng)搶線(xiàn)路發(fā)生了剮蹭，其中梅賽德斯車(chē)隊(duì)車(chē)手拉塞爾的賽車(chē)打轉(zhuǎn)后撞擊了周冠宇賽車(chē)的右后側(cè)，導(dǎo)致阿爾法·羅密歐賽車(chē)倒扣滑行沖出賽道，并且最終翻出了護(hù)墻。

事故發(fā)生后，賽會(huì)揮動(dòng)紅旗暫停了比賽，馬上進(jìn)行救援，而周冠宇目前意識(shí)清醒，正在賽場(chǎng)醫(yī)療中心接受檢查治療。

HALO系統(tǒng)救他一命

3日晚進(jìn)行的F1大獎(jiǎng)賽中出現(xiàn)了嚴(yán)重事故。還好有HALO系統(tǒng)保護(hù)，賽車(chē)手并無(wú)大礙。

究竟什么是HALO系統(tǒng)？它主要用于保護(hù)車(chē)手免受飛行雜物的侵害，并保留了方程式賽車(chē)特有的開(kāi)放式座艙。因?yàn)樗拈L(zhǎng)相，被很多車(chē)迷戲稱(chēng)為“人字拖”。

測(cè)試數(shù)據(jù)表明，HALO系統(tǒng)在賽車(chē)碰撞的情況下，能夠承受15倍車(chē)輛本身質(zhì)量的靜態(tài)負(fù)荷，有效保護(hù)車(chē)手安全。也就是說(shuō)，這個(gè)7公斤重量的部件可以承受約12噸的沖擊力，是賽車(chē)最堅(jiān)固的部分。F1的官方描述十分有趣——它可以承受一輛雙層巴士的重量。
從空氣動(dòng)力學(xué)角度看，HALO改變了下游氣流尤其是尾翼處的動(dòng)能……更有人懷疑，加裝HALO會(huì)讓車(chē)手從座艙內(nèi)的逃生時(shí)間增加。

但多次賽場(chǎng)事故證明，HALO對(duì)于賽車(chē)運(yùn)動(dòng)無(wú)比重要。

空氣動(dòng)力學(xué)也與生活息息相關(guān)

HALO系統(tǒng)的運(yùn)用恰恰說(shuō)明了空氣動(dòng)力學(xué)的重要性，F(xiàn)1賽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)原理同樣也可以運(yùn)用在普通家用車(chē)、飛機(jī)甚至航天器械上。
空氣動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性、氣體的流動(dòng)規(guī)律和伴隨發(fā)生的物理化學(xué)變化。它是在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，隨著航空工業(yè)和噴氣推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的一個(gè)學(xué)科。

空氣動(dòng)力學(xué)的研究，分理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面。理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)烧弑舜嗣芮薪Y(jié)合，相輔相成。理論研究所依據(jù)的一般原理有：運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，遵循質(zhì)量守恒定律；動(dòng)力學(xué)方面，遵循牛頓第二定律；能量轉(zhuǎn)換和傳遞方面，遵循能量守恒定律；熱力學(xué)方面，遵循熱力學(xué)第一和第二定律；介質(zhì)屬性方面，遵循相應(yīng)的氣體狀態(tài)方程和粘性、導(dǎo)熱性的變化規(guī)律等等。

20世紀(jì)70年代以來(lái)，激光技術(shù)、電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，極大地提高了空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)水平和計(jì)算水平，促進(jìn)了對(duì)高度非線(xiàn)性問(wèn)題和復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如湍流）的流動(dòng)的研究。

而對(duì)于喜歡賽車(chē)、對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)感興趣的中學(xué)生來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在就有一個(gè)做科研的機(jī)會(huì)擺在你面前，能為賽車(chē)尾翼優(yōu)化貢獻(xiàn)自己的力量！

課題介紹

課題名稱(chēng)：賽車(chē)尾翼設(shè)計(jì)與空氣動(dòng)力學(xué)分析

相關(guān)學(xué)科：物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)

課題介紹：空氣動(dòng)力學(xué)是賽車(chē)運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要的一環(huán)，空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將已經(jīng)成為賽車(chē)比賽取勝的關(guān)鍵。該項(xiàng)目使用計(jì)算流體力學(xué)方法研究賽車(chē)尾翼對(duì)賽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的影響。學(xué)生將根據(jù)經(jīng)典賽車(chē)外形特征建立簡(jiǎn)化三維物理模型，使用開(kāi)發(fā)的計(jì)算流體力學(xué)模型設(shè)計(jì)出最佳的賽車(chē)尾翼以達(dá)到最小的陽(yáng)力和最小的升力。

導(dǎo)師介紹
普林斯頓大學(xué)機(jī)械工程博士后，美國(guó)氣象學(xué)會(huì)、物理學(xué)會(huì)、機(jī)械工程師學(xué)會(huì)成員；

擔(dān)任Journal of Fluid Mechanics等16個(gè)SCI期刊評(píng)審；

著有多篇高水平SCI學(xué)術(shù)論文，其中以第一作者身份在美國(guó)物理學(xué)會(huì)流體力學(xué)分會(huì)等頂會(huì)發(fā)表近10篇學(xué)術(shù)論文；

研究領(lǐng)域?yàn)榱黧w力學(xué)，傳熱學(xué)，熱力學(xué)，大氣科學(xué)。

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