資深科學家Tom Veilleux和Top-Flite高爾夫公司空氣動力學研究主管Vince Simonds解釋道。
高爾夫行業的工程師和科學家研究高爾夫球杆和高爾夫球之間的撞擊,以確定所謂的球的發射條件。撞擊通常只持續1/2000秒,但它確定了球的速度、發射角度和旋轉速率。在這次短暫的撞擊之後,球的軌跡完全由重力和空氣動力學控制——無論高爾夫球手多麼希望或詛咒。因此,空氣動力學最佳化——透過凹坑圖案設計實現——是高爾夫球整體開發的關鍵部分。
一個光滑的高爾夫球被專業高爾夫球手擊打時,其飛行距離僅為帶凹坑的高爾夫球的一半左右。大多數高爾夫球有300到500個凹坑,平均深度約為0.010英寸。高爾夫球上的升力和阻力對凹坑深度非常敏感:0.001英寸的深度變化會 радикально 改變球的軌跡及其可以飛行的總距離。凹坑傳統上是球形的,但最佳化其他形狀的空氣動力學效能是可能的。例如,卡拉威的HX高爾夫球使用六邊形(見圖)。
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空氣對任何穿過它的物體施加力。將手臂伸出移動的車窗外可以很容易地說明這種現象。空氣動力學家將力分解為兩個分量:升力和阻力。阻力直接作用於對抗運動,而升力則在垂直於運動的方向上起作用(在golf球的情況下,通常是向上)。當您在氣流中旋轉手時,您會改變作用在您手上的升力和阻力的大小和方向。
移動的物體在其前側具有高壓區域。空氣平穩地流過前側的輪廓,並最終從物體後側分離。移動的物體還會留下一個湍流尾流區域,在該區域中,氣流波動或攪動,導致其後方的壓力較低。尾流的大小影響物體上的阻力大小。高爾夫球上的凹坑會產生一層薄薄的湍流空氣邊界層,該邊界層附著在球的表面上。這使得平穩流動的空氣可以沿著球的表面稍微向球的後側移動,從而減小了尾流的尺寸。因此,帶凹坑的球的阻力約為光滑球的一半。
凹坑也會影響升力。一個帶有後旋的光滑球透過扭曲氣流產生升力,使球像飛機的機翼一樣工作。旋轉動作使球底部的氣壓高於頂部的氣壓;這種不平衡在球上產生向上的力。球的旋轉貢獻了高爾夫球升力的一半左右。另一半由凹坑提供,凹坑可以最佳化升力。
答案最初發佈於2004年1月5日。