有趣的伯努利原理30

有趣的伯努利原理p1+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+ρgh2當前1頁，總共20頁。前言連續(xù)性原理動量原理伯努利原理流體力學航空氣象船舶水利洪水泛濫大禹治水南水北調潮汐利用颶風帆船城市風道通風空調當前2頁，總共20頁。當前3頁，總共20頁。伯努利原理“伯努利原理”是瑞士丹尼爾·伯努利在1726年提出，是理想流體定常流動的動力學方程，解釋為不可被壓縮的流體在忽略粘性損失的流動中，流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位置勢能之和保持不變。其實質是流體的機械能守恒，即：動能+壓力勢能+位置勢能=常數(shù)日常生活中，我們只要記住伯努利原理其最為喜聞樂見的推論即可：流體等高度流動時，流速大，壓力就小，流速小，則壓力大。我們的生活處處可以看見伯努利原理在微笑，那么，在我們初步了解伯努利原理后，再共同回顧一下生活中的一些有趣的現(xiàn)象。當前4頁，總共20頁。生活中的伯努利原理當前5頁，總共20頁。列車安全為什么在列車站臺上均劃有黃色安全線？因為列車高速駛來時，靠近列車的空氣被帶動而快速流動起來，壓強也因此減小，站臺上的旅客若離列車過近，旅客身體前后會出現(xiàn)明顯的壓強差，身體后面較大的壓力會把旅客推向列車而造成傷害。有人測定過，在列車以每小時50公里的速度前進時，竟有8公斤左右的力從身后把人推向列車。對HSE的啟示：看懂“伯努利”原理后，盡量遠離高速運動的物體，避免自己和同事處于危險的境地。當前6頁，總共20頁。船吸現(xiàn)象1912年秋天，“奧林匹克”號正在大海上航行，在距離這艘船100米處，有一艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號正在向前疾駛，兩艘船彼此靠得較攏平行著駛向前方。忽然，正在疾駛中的"豪克"號好像被大船吸引似地向"奧林匹克"號闖去。最后，"豪克"號的船頭撞在"奧林匹克"號的船舷上，撞出個大洞，釀成一件重大海難事故。用這個原理來審視這次事故，就不難找出事故的原因。當兩艘船平行著向前航行時，在兩艘船中間的水比外側的水流得快，中間水對兩船內側的壓強，也就比外側對兩船外側的壓強要小。于是，在外側水的壓力作用下，兩船漸漸靠近，最后相撞?，F(xiàn)在航海上把這種現(xiàn)象稱為"船吸現(xiàn)象"。當前7頁，總共20頁。伯努利原理運用于飛機飛機為什么能夠飛上天?簡單來說，因為機翼受到向上的升力。從機翼橫截面的形狀可見，頂部凸起，底部較平,使得飛機前行時機翼上方的氣流流線密,流速大,下方的流線疏,流速小。由伯努利原理可知,機翼上方的壓強小,下方的壓強大。飛機就這樣靠空氣對飛機向上和向下的壓力差升空。但是，飛機翼型的向上的弧度僅在一定的范圍內，弧度越大，升阻比越大。一旦超過了這個范圍，阻力就增大的很快，升阻比反而下降。這也印證了過猶不及的道理。當前8頁，總共20頁。香蕉球（弧線球）經(jīng)典的弧圈球是如何產(chǎn)生的？

1997年法國四國賽上，巴西與法國的比賽中，卡洛斯主罰的任意球劃出一道匪夷所思的弧線，從人墻的左側飛進法國門將的左門柱，看呆了在場的所有人。那么這其中的物理原理又是什么樣的呢？足球在旋轉前進過程中，一方面空氣迎著球向后流動，另一方面，足球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉，這時，球旋轉方向與球前進方向相反的一側空氣的流速比另一側大。足球在兩側壓強差的作用下，被迫向空氣流速大的一側偏轉，于是造就了卡洛斯的經(jīng)典之作。當前9頁，總共20頁。建筑中的伯努利原理當前10頁，總共20頁。瑞士再保險總部大廈—建筑自然通風英國倫敦的瑞士再保險總部大廈通過巧妙的設計使得建筑能夠從外界“捕獲新鮮空氣”獲得良好的辦公空間體驗。整體的建筑造型打破了傳統(tǒng)辦公建筑的“火柴盒”式結構，圓弧形設計避免氣流在高大的建筑前受阻產(chǎn)生強烈的旋氣和強風。內部曲線螺旋上升的吹拔中庭引導氣流環(huán)形上升從頂部排出，內庭幕墻上的可開啟窗扇利用伯努利原理從外界捕獲新鮮空氣，幫助建筑實現(xiàn)自然通風，降低建筑能耗。當前11頁，總共20頁。城市--自然通風在城市建設中利用伯努利原理構建綠地廊道能夠促進城市通風，緩解城市熱島效應，改善城市環(huán)境微氣候。當綠地廊道相對于城市主導風向的方向性、與城市外圍自然環(huán)境的貫通性，以及廊道與廊道之間的形態(tài)互動性等多方面綜合考慮才能整體發(fā)揮最大效益。在這里我們僅舉幾個最簡單的常見案例。綠島式廊道如紐約的中央公園就屬于這一種，但需要特別注重綠島與外部的聯(lián)通才能帶來良好的通風效果和微氣候環(huán)境。通廊式綠地需要注重廊道的寬窄變化控制風速，形成對廊道分支街道空間的壓差變化，最終促進城市內部空氣的流通改善微氣候環(huán)境。綠島式廊道通廊式通廊式（優(yōu)化）當前12頁，總共20頁。超高層建筑“電梯門吸及電梯井道風哨現(xiàn)象”剛才王總分享了伯努利原理在綠色建筑的運用，下面我們分享一下如何規(guī)避它在超高層建筑設計中的不利影響？去年我們研發(fā)部和國貿(mào)三期的開發(fā)團隊及物業(yè)管理團隊進行了一次交流,了解了超高層建筑的電梯門吸現(xiàn)象及電梯井道風哨現(xiàn)象。超高層建筑中，電梯以每米10秒的速度高速行駛，擾動氣流快速流動，電梯井內形成負壓，如果大堂門氣密性不佳，室外冷空氣快速進入大堂內部，電梯門內外形成過大壓力差，會導致電梯門不能順暢開啟。同時氣流快速流動摩擦井道，產(chǎn)生哨聲。這種現(xiàn)象叫做超高層建筑“風哨現(xiàn)象”。物業(yè)公司后期在“電梯廳和大堂門”位置增加“風幕及門斗”改善大堂氣密性。從而減少“過大風壓的形成”，以減弱其負面影響。當前13頁，總共20頁。冬季風掀屋面現(xiàn)象每位北京的居民都很熟悉咱們北京的T3航站樓，由諾曼福斯特建筑事務所和北京市建筑設計研究院聯(lián)合設計，2008年北京奧運會期間投入使用。T3航站樓的屋面曾經(jīng)在過去的幾年內三次在冬季被狂風掀開屋頂?。?！我們看看伯伯努利原理如何導演了這場災難：當冬季狂風大作時，室外屋頂風速大，室內風速??；室外風速大壓力小，室內風速小壓力大。當壓力差超過屋頂?shù)陌惭b固定強度時，屋頂就會向上掀起來。當前14頁，總共20頁。建筑幕墻設計兩側平行于風向的幕墻-風吸現(xiàn)象在迎風面的幕墻：風向與幕墻垂直，幕墻產(chǎn)生正風壓。在迎風面兩側的幕墻，風向與幕墻平行：室內空氣流速小壓力大；室外空氣由于沒有障礙物，風速大則壓力小，幕墻就被外吸，與伯努利原理相符。風向與幕墻平行，幕墻產(chǎn)生負風壓。所以，在幕墻及外圍護結構設計中，要結合伯努利原理，不僅要考慮風壓荷載，也要同時考慮風吸荷載。當前15頁，總共20頁。伯努利原理對團隊協(xié)作的啟示

——齊心協(xié)力，馭風而行！當前16頁，總共20頁。伯努利原理與團隊協(xié)作——方向一致，馭風而行大雁是自然界非常善于團隊協(xié)作的動物。大雁南飛人字排開，雁陣整體形成“沿前進方向的氣流柱”。雁陣前側方向：在側翼較大氣壓的擠壓下,空氣柱向內壓縮。為不受前排空氣的阻礙,后排的大雁自然排成一字形雁陣。頭雁需要消耗更多阻力，所以頭雁都是體格強壯的，頭雁也需要經(jīng)常替換保存體力并保障雁陣沒有掉隊。雁陣后側方向：由于雁陣方向一致，頻率一致，形成整體前行氣流場，從而加大了尾側后部空氣對雁陣的“反推助力”。團隊因此而整體受益。當前17頁，總共20頁。伯努利原理與團隊協(xié)作——同心協(xié)力，銳意進取

神奇的大自然帶給我們無窮的知識和啟發(fā)。人類在感受大自然的鬼斧神工與匠心獨運的同時，也在極力模仿和超越。在速滑比賽中高手云集，速滑選手往往以協(xié)作的陣型團隊作戰(zhàn)，將“前側空氣阻力”減少到最小，一致的方向和頻率使得“后側空氣反推助力”最大化。最終的冠軍往往在隊友之間產(chǎn)生。

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通過以上案例的深入解析，大家對伯努利原理的深刻理解，我們可以更好的利用它，規(guī)避它對安全、對質量的影響，合理的利用伯努利原理從而為我們的綠色建筑服務，同時提升我們團隊協(xié)作意識。

希望在2018年度，中國金茂研發(fā)團隊能夠齊心協(xié)力，馭風而行謝謝聆聽！THANKYOUFORYOURATTENTION當前19頁，總共20頁。團隊組織工作建議團隊工作機制，不讓每一只大雁