舷缘上下摆动推进
流体动力学
2022-01-19 v2
摘要
实验已表明，在振动液面上弹跳的小液滴可因其自身波场的相互作用而横跨表面“行走”。舷缘上下摆动（gunwale bobbing）是这一现象的实物级实例：人站在独木舟的舷缘上，用双腿将其泵入振荡以推进独木舟。独木舟通过冲浪 resultant 波场而向前移动。在初始瞬态之后，独木舟达到巡航速度，该速度满足由向下推入波场表面梯度所产生的推力与由型阻和波阻共同构成的阻力之间的平衡。通过叠加 Havelock（1919）关于稳态巡航的线性波理论与 Helmholtz 关于振荡源的线性波理论，我们证明这种平衡可以维持。我们计算了实现最大独木舟速度的最优参数值。我们将理论结果与一位热心的舷缘摆动者所测加速度计数据进行了比较。我们讨论了舷缘上下摆动与水动力量子类比之间的异同，以及其在竞技运动中的可能应用。
引用
@article{arxiv.2201.01533,
title = {Gunwale bobbing},
author = {GP Benham and O Devauchelle and SW Morris and JA Neufeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.01533},
year = {2022}
}