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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

国内外研究现状

早在18实际，学者们就在研究弹道时注意到了空气阻力的存在及其影响，后逐渐引入阻力系数模型，如今对空气阻力的研究已经较为完备，应用于生活的方方面面，例如汽车飞机驾驶、弹道轨迹研究等。

此外，运动物体在分层流体中的水平运动已为人所熟知，是日常生活、自然界及工业应用中常见的运动现象，例如海洋内波，最早的观测在1893~1896出现，由f.fansen在北极探险过程中开展，而1904年这一现象由ekman解释为两层界面处的内波现象，这使得船舶在运动时生成增阻。虽然早期对海洋内波观测较为困难，但上世纪70年代后，随着各种新测量仪器的问世，研究也得到了迅猛发展，garrett和munk提出了gm72大洋内波波普模型，并不断改进，形成一系列gm模型；如今内波研究已对海洋工程、石油钻井平台、海底石油管道工程及水下潜艇航行有巨大帮助；对于泥沙沉淀，在静水中的阻力模型通过stokes公式及其修正给出了静水中的沉淀模型，对于一般流动中运动圆球所受阻力的进一步研究将对河道水利研究有进一步的帮助。

空化现象曾经一度给人们带来很大程度上的不便，它会使正在航行或作业的船只的螺旋桨失去动力，从而造成危险甚至是人员伤亡的负面影响，直至现代，人们还在努力研究缓解这一现象的有效方法，但是如果空化现象经过一定的条件转换变成超空泡现象后，就能为人们加以运用。空化转变为超空泡的条件之一，便是物体进入流体或在流体中运动速度的大幅提升。当物体速度变高后，其表面的压力会逐渐减小，直至液体压力减小到它的饱和蒸汽压，使得周围流体汽化，形成包裹整个运动物体的气体团，这种壮观的现象就称为超空泡现象。对于超空泡现象，全球范围已经有了一些研究及应用：日本的超空泡船体减阻技术、美国的“幽灵”号超空泡舰船、moab钻地弹、blu-82水下快车、德国“梭鱼”(barracuda)超空泡反鱼雷鱼雷和俄罗斯的“暴风”超空泡鱼雷等等军事武器。

2. 研究的基本内容

本文首先研究不同运动速度物体的阻力模型及其对物体运动动力学性质的影响，其次引入了雷诺数和froude数的概念，以其大小为区别讨论了不同情况下的阻力模型的建立；最后对空泡模型进行了研究。

本文的研究目的是通过对介质阻力的研究，得到考虑阻力时物体的运动特点，这是平常一直忽略的问题：在高中阶段，学生学习了许多理想模型，例如自由落体运动、平抛与斜抛运动等等，对这些运动有了一个基本的认识，但是到了大学阶段，学生对于它们的理解不应该止步于此，通过对更加实际的运动的研究，可以让我们了解到物理与数学离生活并不遥远，以及物理与数学的完美合作；其次通过对球体、椭球体的流体阻力分析，可以应用于静水泥沙沉淀运动特点等实际问题上，对河道水利方面的研究有很大帮助。

另外对于空泡运动的研究，由于这还算一个比较新的研究方向，所以对其研究可以有不少新收获。因为对该领域还不精通，本文将从介绍及其简单原理研究入手开始了解空泡及超空泡现象。不少国家已经开始应用这一现象，例如俄罗斯的“暴风雪”超空泡鱼雷、美国的“幽灵号”超空泡舰船等。另外早期研究以经典势流理论为基础将其运用于工程技术领域。总结来说，超空泡理论可以运用到海洋船舶及国防军事武器等方面上，尤其在海洋军事方面的发展非常迅猛，国外已经研发了不少运用了该技术的武器，然而我国因为起步较晚，在这一领域的发展前景值得期待，故现阶段对超空泡的研究十分有意义。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

4. 参考文献

[1]朱慧.3种空气阻力模型及其运动规律研究[j].常德师范学院学报（自然科学版），2001，13（1）：88-89

[2]郭雪鹏.考虑空气阻力与速度平方成正比的斜抛运动[j].物理通报，2017，6：63-66

[3]张旭斌.空气阻力影响下的抛体运动规律[j].物理通报，2013,12：56-57