空氣動力學研究科研課題推薦，大牛導師帶教！

說到“時髦”“高大上”“年輕”你會想到什么？第一個想到的就是F1賽車。一輛輛賽車呼嘯而過，互相追逐的那種緊張刺激讓許多人都為之著迷。

賽車作為一項全球知名的競技運動，正在吸引越來越多Z時代的關注。但只要是運動，就會有意外發生。就在前幾天，一起F1賽車的事故掀起了軒然大波。

驚險時分！賽車事故再次出現

7月3日，2022賽季F1英國大獎賽剛剛起步，就發生了至少五輛車相撞的災難性事故。而中國車手周冠宇遭遇了嚴重翻車。

有視頻顯示，周冠宇被撞擊后，車輛完全底部朝上，并水平方向轉了多圈，翻出輪胎墻。
當時，周冠宇的阿爾法·羅密歐賽車在正常行駛。但旁邊的兩部賽車為爭搶線路發生了剮蹭，其中梅賽德斯車隊車手拉塞爾的賽車打轉后撞擊了周冠宇賽車的右后側，導致阿爾法·羅密歐賽車倒扣滑行沖出賽道，并且最終翻出了護墻。

事故發生后，賽會揮動紅旗暫停了比賽，馬上進行救援，而周冠宇目前意識清醒，正在賽場醫療中心接受檢查治療。

HALO系統救他一命

3日晚進行的F1大獎賽中出現了嚴重事故。還好有HALO系統保護，賽車手并無大礙。

究竟什么是HALO系統？它主要用于保護車手免受飛行雜物的侵害，并保留了方程式賽車特有的開放式座艙。因為它的長相，被很多車迷戲稱為“人字拖”。

測試數據表明，HALO系統在賽車碰撞的情況下，能夠承受15倍車輛本身質量的靜態負荷，有效保護車手安全。也就是說，這個7公斤重量的部件可以承受約12噸的沖擊力，是賽車最堅固的部分。F1的官方描述十分有趣——它可以承受一輛雙層巴士的重量。
從空氣動力學角度看，HALO改變了下游氣流尤其是尾翼處的動能……更有人懷疑，加裝HALO會讓車手從座艙內的逃生時間增加。

但多次賽場事故證明，HALO對于賽車運動無比重要。

空氣動力學也與生活息息相關

HALO系統的運用恰恰說明了空氣動力學的重要性，F1賽車的空氣動力學原理同樣也可以運用在普通家用車、飛機甚至航天器械上。
空氣動力學是力學的一個分支，研究飛行器或其他物體在同空氣或其他氣體作相對運動情況下的受力特性、氣體的流動規律和伴隨發生的物理化學變化。它是在流體力學的基礎上，隨著航空工業和噴氣推進技術的發展而成長起來的一個學科。

空氣動力學的研究，分理論和實驗兩個方面。理論和實驗研究兩者彼此密切結合，相輔相成。理論研究所依據的一般原理有：運動學方面，遵循質量守恒定律；動力學方面，遵循牛頓第二定律；能量轉換和傳遞方面，遵循能量守恒定律；熱力學方面，遵循熱力學第一和第二定律；介質屬性方面，遵循相應的氣體狀態方程和粘性、導熱性的變化規律等等。

20世紀70年代以來，激光技術、電子技術和電子計算機的迅速發展，極大地提高了空氣動力學的實驗水平和計算水平，促進了對高度非線性問題和復雜結構（如湍流）的流動的研究。

而對于喜歡賽車、對空氣動力學感興趣的中學生來說，現在就有一個做科研的機會擺在你面前，能為賽車尾翼優化貢獻自己的力量！

課題介紹

課題名稱：賽車尾翼設計與空氣動力學分析

相關學科：物理學、計算機科學技術、應用數學

課題介紹：空氣動力學是賽車運動至關重要的一環，空氣動力學設計的優劣將已經成為賽車比賽取勝的關鍵。該項目使用計算流體力學方法研究賽車尾翼對賽車空氣動力學的影響。學生將根據經典賽車外形特征建立簡化三維物理模型，使用開發的計算流體力學模型設計出最佳的賽車尾翼以達到最小的陽力和最小的升力。

導師介紹
普林斯頓大學機械工程博士后，美國氣象學會、物理學會、機械工程師學會成員；

擔任Journal of Fluid Mechanics等16個SCI期刊評審；

著有多篇高水平SCI學術論文，其中以第一作者身份在美國物理學會流體力學分會等頂會發表近10篇學術論文；

研究領域為流體力學，傳熱學，熱力學，大氣科學。

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