有趣的伯努利原理課件

有趣的伯努利原理p1+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+ρgh2前言伯努利原理“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(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程,解釋為不可被壓縮的流體在忽略粘性損失的流動(dòng)中,流線上任意兩點(diǎn)的壓力勢(shì)能、動(dòng)能與位置勢(shì)能之和保持不變.其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒,即：動(dòng)能+壓力勢(shì)能+位置勢(shì)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(lè)見(jiàn)的推論即可：流體等高度流動(dòng)時(shí),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(jiàn)伯努利原理在微笑,那么,在我們初步了解伯努利原理后,再共同回顧壹下生活中的壹些有趣的現(xiàn)象.生活中的伯努利原理列車安全為什么在列車站臺(tái)上均劃有黃色安全線因?yàn)榱熊嚫咚亳倎?lái)時(shí),靠近列車的空氣被帶動(dòng)而快速流動(dòng)起來(lái),壓強(qiáng)也因此減小,站臺(tái)上的旅客若離列車過(guò)近,旅客身體前后會(huì)出現(xiàn)明顯的壓強(qiáng)差,身體后面較(大)的壓力會(huì)把旅客推向列車而造成傷害.有人測(cè)定過(guò),在列車以每小時(shí)50公里的速度前進(jìn)時(shí),竟有8公斤左右的力從身后把人推向列車.對(duì)HSE的啟示：看懂“伯努利”原理后,盡量遠(yuǎn)離高速運(yùn)動(dòng)的物體,避免自己和同事處于危險(xiǎn)的境地.船吸現(xiàn)象1912年秋天,“奧林匹克”號(hào)正在(大)海上航行,在距離這艘船100米處,有壹艘比它小得多的鐵甲巡洋艦“豪克”號(hào)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(hào)好像被(大)船吸引似地向"奧林匹克"號(hào)闖去.最后,"豪克"號(hào)的船頭撞在"奧林匹克"號(hào)的船舷上,撞出個(gè)(大)洞,釀成壹件重(大)海難事故.用這個(gè)原理來(lái)審視這次事故,就不難找出事故的原因.當(dāng)兩艘船平行著向前航行時(shí),在兩艘船中間的水比外側(cè)的水流得快,中間水對(duì)兩船內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng),也就比外側(cè)對(duì)兩船外側(cè)的壓強(qiáng)要小.于是,在外側(cè)水的壓力作用下,兩船漸漸靠近,最后相撞.現(xiàn)在航海上把這種現(xiàn)象稱為"船吸現(xiàn)象".伯努利原理運(yùn)用于飛機(jī)飛機(jī)為什么能夠飛上天

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),因?yàn)闄C(jī)翼受到向上的升力.從機(jī)翼橫截面的形狀可見(jiàn),頂部凸起,底部較平,使得飛機(jī)前行時(shí)機(jī)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(jī)翼上方的壓強(qiáng)小,下方的壓強(qiáng)(大).飛機(jī)就這樣靠空氣對(duì)飛機(jī)向上和向下的壓力差升空.但是,飛機(jī)翼型的向上的弧度僅在壹定的范圍內(nèi),弧度越(大),升阻比越(大).壹旦超過(guò)了這個(gè)范圍,阻力就增(大)的很快,升阻比反而下降.這也印證了過(guò)猶不及的道理.香蕉球（弧線球）經(jīng)典的弧圈球是如何產(chǎn)生的

1997年法國(guó)四國(guó)賽上,巴西與法國(guó)的比賽中,卡洛斯主罰的任意球劃出壹道匪夷所思的弧線,從人墻的左側(cè)飛進(jìn)法國(guó)門將的左門柱,看呆了在場(chǎng)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(zhuǎn)前進(jìn)過(guò)程中,壹方面空氣迎著球向后流動(dòng),另壹方面,足球周圍的空氣又會(huì)被帶著壹起旋轉(zhuǎn),這時(shí),球旋轉(zhuǎn)方向與球前進(jìn)方向相反的壹側(cè)空氣的流速比另壹側(cè)(大).足球在兩側(cè)壓強(qiáng)差的作用下,被迫向空氣流速(大)的壹側(cè)偏轉(zhuǎn),于是造就了卡洛斯的經(jīng)典之作.建筑中的伯努利原理瑞士再保險(xiǎn)總部(大)廈—建筑自然通風(fēng)英國(guó)倫敦的瑞士再保險(xiǎn)總部(大)廈通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)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(yàn).整體的建筑造型打破了傳統(tǒng)辦公建筑的“火柴盒”式結(jié)構(gòu),圓弧形設(shè)計(jì)避免氣流在高(大)的建筑前受阻產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋氣和強(qiáng)風(fēng).內(nèi)部曲線螺旋上升的吹拔中庭引導(dǎo)氣流環(huán)形上升從頂部排出,內(nèi)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(shí)現(xiàn)自然通風(fēng),降低建筑能耗.城市--自然通風(fēng)在城市建設(shè)中利用伯努利原理構(gòu)建綠地廊道能夠促進(jìn)城市通風(fēng),緩解城市熱島效應(yīng),改善城市環(huán)境微氣候.當(dāng)綠地廊道相對(duì)于城市主導(dǎo)風(fēng)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(dòng)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(gè)最簡(jiǎn)單的常見(jiàn)案例.綠島式廊道如紐約的中央公園就屬于這壹種,但需要特別注重綠島與外部的聯(lián)通才能帶來(lái)良好的通風(fēng)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(fēng)速,形成對(duì)廊道分支街道空間的壓差變化,最終促進(jìn)城市內(nèi)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）超高層建筑“電梯門吸及電梯井道風(fēng)哨現(xiàn)象”剛才王總分享了伯努利原理在綠色建筑的運(yùn)用,下面我們分享壹下如何規(guī)避它在超高層建筑設(shè)計(jì)中的不利影響去年我們研發(fā)部和國(guó)貿(mào)三期的開發(fā)團(tuán)隊(duì)及物業(yè)管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了壹次交流,了解了超高層建筑的電梯門吸現(xiàn)象及電梯井道風(fēng)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(dòng)氣流快速流動(dòng),電梯井內(nèi)形成負(fù)壓,如果(大)堂門氣密性不佳,室外冷空氣快速進(jìn)入(大)堂內(nèi)部,電梯門內(nèi)外形成過(guò)(大)壓力差,會(huì)導(dǎo)致電梯門不能順暢開啟.同時(shí)氣流快速流動(dòng)摩擦井道,產(chǎn)生哨聲.這種現(xiàn)象叫做超高層建筑“風(fēng)哨現(xiàn)象”.物業(yè)公司后期在“電梯廳和(大)堂門”位置增加“風(fēng)幕及門斗”改善(大)堂氣密性.從而減少“過(guò)(大)風(fēng)壓的形成”,以減弱其負(fù)面影響.冬季風(fēng)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(wù)所和北京市建筑設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合設(shè)計(jì),2008年北京奧運(yùn)會(huì)期間投入使用.T3航站樓的屋面曾經(jīng)在過(guò)去的幾年內(nèi)三次在冬季被狂風(fēng)掀開屋頂我們看看伯伯努利原理如何導(dǎo)演了這場(chǎng)災(zāi)難：當(dāng)冬季狂風(fēng)(大)作時(shí),室外屋頂風(fēng)速(大),室內(nèi)風(fēng)速小；室外風(fēng)速(大)壓力小,室內(nèi)風(fēng)速小壓力(大).當(dāng)壓力差超過(guò)屋頂?shù)陌惭b固定強(qiáng)度時(shí),屋頂就會(huì)向上掀起來(lái).建筑幕墻設(shè)計(jì)兩側(cè)平行于風(fēng)向的幕墻-風(fēng)吸現(xiàn)象在迎風(fēng)面的幕墻：風(fēng)向與幕墻垂直,幕墻產(chǎn)生正風(fēng)壓.在迎風(fēng)面兩側(cè)的幕墻,風(fēng)向與幕墻平行：室內(nèi)空氣流速小壓力(大)；室外空氣由于沒(méi)有障礙物,風(fēng)速(大)則壓力小,幕墻就被外吸,與伯努利原理相符.風(fēng)向與幕墻平行,幕墻產(chǎn)生負(fù)風(fēng)壓.所以,在幕墻及外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要結(jié)合伯努利原理,不僅要考慮風(fēng)壓荷載,也要同時(shí)考慮風(fēng)吸荷載.伯努利原理對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的啟示

——齊心協(xié)力,馭風(fēng)而行伯努利原理與團(tuán)隊(duì)協(xié)作——方向壹致,馭風(fēng)而行(大)雁是自然界非常善于團(tuán)隊(duì)協(xié)作的動(dòng)物.(大)雁南飛人字排開,雁陣整體形成“沿前進(jìn)方向的氣流柱”.雁陣前側(cè)方向：在側(cè)翼較(大)氣壓的擠壓下,空氣柱向內(nèi)壓縮.為不受前排空氣的阻礙,后排的(大)雁自然排成壹字形雁陣.頭雁需要消耗更多阻力,所以頭雁都是體格強(qiáng)壯的,頭雁也需要經(jīng)常替換保存體力并保障雁陣沒(méi)有掉隊(duì).雁陣后側(cè)方向：由于雁陣方向壹致,頻率壹致,形成整體前行氣流場(chǎng),從而加(大)了尾側(cè)后部空氣對(duì)雁陣的“反推助力”.團(tuán)隊(duì)因此而整體受益.伯努利原理與團(tuán)隊(duì)協(xié)作——同心協(xié)力,銳意進(jìn)取

神奇的(大)自然帶給我們無(wú)窮的知識(shí)和啟發(fā).人類在感受(大)自然的鬼斧神工與匠心獨(dú)運(yùn)的同時(shí),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(tuán)隊(duì)作戰(zhàn),將“前側(cè)空氣阻力”減少到最小,壹致的方向和頻率使得“后側(cè)空氣反推助力”最(大)化.最終的冠軍往往在隊(duì)友之間產(chǎn)生.

通過(guò)以上案例的深入解析,(大)家對(duì)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(duì)安全、對(duì)質(zhì)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(wù),同時(shí)提升我們團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí).

希望在2018年度,中國(guó)金茂研發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠齊心協(xié)力,馭風(fēng)而行謝謝聆聽THANKYOUFORYOURATTENTION團(tuán)隊(duì)組織工作建議團(tuán)隊(duì)工作機(jī)制,不讓每壹只(大)雁掉隊(duì)