如何科學吹牛?

2025年04月08日02:10:08 科學 8665

如果只是把牛吹涼,那可能得從正面吹。

如何科學吹牛? - 天天要聞

2001年,科學家在《journal of thermal biology》發表了這個研究[1]

研究的第一步是造一頭牛——當然不是真牛,是電腦里的數字牛。

身材數據很標準:長2.15米,從鼻子到屁股;寬0.75米,肚子最寬的地方;高1.3米,從地面到背部,或者1.5米到頭頂。

如何科學吹牛? - 天天要聞

不過為了省事,他們把牛尾巴、牛毛這些小零件都忽略了,身體表面弄得光滑。畢竟,牛毛對氣流影響不大,建模時可以先忽略。

然後,他們用「三維貼體坐標系」,英文是body-fitted coordinate system,簡稱bfc,給牛建了個模。

有了牛,接下來得搭個「風場」讓它吹。

他們在電腦里建了個封閉空間,長5米,寬2.5米,高1.8米,把牛放中間。盒子入口的風速定在2米每秒,大概就是微風吹臉上的感覺。後面他們還試不同風速。

接下來,他們用上了雷諾平均納維-斯托克斯方程,簡稱rans。用來算出風的速度、壓力和亂流,但直接解太難,所以他們加了個k-ε模型,專門對付亂七八糟的風。k是湍動能,ε是湍流耗散率(公式太長,略,可以看參考文獻)。

風準備好了,他們開始吹牛,試了三種姿勢:

  • 正面吹:風直衝牛頭,0度。
  • 側面吹:風從牛側面來,90度。
  • 背面吹:風對著牛屁股,180度。

還畫了速度矢量圖,看看風咋跑的。

如何科學吹牛? - 天天要聞
圖6:側面吹,圖7:牛頭迎風,圖8:背對風

風速每秒2米時,正面吹,牛頭前面風速高,側面和背面有渦流;側面吹,風速在牛身兩側差不多,後方渦流大;背對風,後面渦流更大。

他們還算了熱量損失,假設環境溫度30°c,牛體溫38.7°c,毛密度54根每平方毫米,毛長10毫米。

如何科學吹牛? - 天天要聞
對於每種朝向,隨著風速從1 m/s增加到4 m/s,對流熱損失逐漸增加。熱損失的增幅隨風速增加而減小。

算下來,牛頭迎風時散熱最多,側面吹次之,背對風最少。

風速當然越大越好了……

如何科學吹牛? - 天天要聞

如果要把牛吹上天呢?

robin bornoff寫過一篇博客使用 floefd 模擬一頭牛在風洞里被吹,看看能不能飛起來[2]

模擬過程省略,選擇了從正面吹和背面吹兩種:

如何科學吹牛? - 天天要聞
如何科學吹牛? - 天天要聞

結論就是,正面吹的情況下,風速超過每小時1000公里,那牛就會被吹飛。

如何科學吹牛? - 天天要聞

當然,如果一頭牛以每小時1000公里的速度奔跑的話,它也將起飛(bushi。

參考

  1. ^https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0306456500000516
  2. ^https://blogs.sw.siemens.com/simulating-the-real-world/2015/09/21/can-cows-fly-floefd-investigates-part-2-aerocownamic-lift-and-drag/

科學分類資訊推薦

中國交付全球最大「人造太陽」重要部件 - 天天要聞

中國交付全球最大「人造太陽」重要部件

近日,全球最大「人造太陽」國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃磁體饋線採購包項目迎來關鍵節點,其最後一套校正場線圈內饋線部件在合肥竣工,並交付起運位於法國的ITER現場。這標誌著ITER磁體饋線系統中所有超大部件的研製順利完成。ITER磁體饋線系統由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所研製,被稱為ITER磁體系...
張振豐調研溫州學研究聯合會 構建中國學視野下的溫州學研究體系 - 天天要聞

張振豐調研溫州學研究聯合會 構建中國學視野下的溫州學研究體系

4月13日,副省長、市委書記張振豐在溫州學研究聯合會調研時強調,要深入學習貫徹習近平文化思想和習近平總書記考察浙江重要講話精神,堅持「立足溫州、研究溫州、服務溫州」,深化時間維度、放大空間維度,貫通歷史研究溫州、跳出溫州研究溫州,努力打造溫州建設高水平文化強市的重要窗口、具有全國影響力的地方學術研究的...
土撥鼠等動植物不得攜帶入境!關於國門生物安全,你要知道這些 - 天天要聞

土撥鼠等動植物不得攜帶入境!關於國門生物安全,你要知道這些

極目新聞記者 張秀娟通訊員 趙夢潔 黃曉彧 林敏「小朋友們,外來入侵物種包括哪些呢?」「在咱們出國旅遊前,需注意哪些問題呢?」4月12日,在第十個全民國家安全教育日來臨之際,武漢海關在武漢天河國際機場開展了一場別開生面的「海關開放日」活動。15名小學生化身「國門小衛士」,零距離體驗、參與海關全民國家安全教育...
月球上跳一跳,輕鬆打破跳高世界紀錄!這個展會,解密引力奧秘 - 天天要聞

月球上跳一跳,輕鬆打破跳高世界紀錄!這個展會,解密引力奧秘

頂端新聞記者 楊逍 文 時碩 圖如果你嚮往星辰宇宙,那你是否幻想過在其他星球上跳躍?在本次國防展的「星球重力」互動體驗機前,你每次的縱身一躍,都會化身成屏幕中身穿宇航員服的小人,來到月球、金星、火星、火衛二、土衛一等星體上,屏幕的上方記錄著你的跳躍高度。在月球,你輕輕一躍就能達到3米高度,輕鬆打破2.45米...
4月13日石家莊強風顯著增強的原因 - 天天要聞

4月13日石家莊強風顯著增強的原因

4月13日石家莊強風顯著增強的原因,是多重氣象條件和地理因素共同作用的結果。根據氣象監測和專家分析,此次強風具有以下關鍵成因:一、極端天氣系統的疊加效應1.
神十九乘組「太空出差」倒計時:各項空間科學實(試)驗穩步推進 - 天天要聞

神十九乘組「太空出差」倒計時:各項空間科學實(試)驗穩步推進

IT之家 4 月 13 日消息,據央視網報道,神舟十九號航天員乘組的「太空出差」之旅即將進入倒計時。上周,神十九乘組穩步推進各項空間科學實(試)驗,在開展站內環境監測、設備檢查維護等工作同時,積極開展健康維護。神十九乘組利用腦電設備開展了多項實驗的測試工作,地面科研人員將利用獲取的數據探究重力對視覺運動信息...
感受活力丨機器人正在進化中……這樣的「生活搭子」,你喜歡嗎? - 天天要聞

感受活力丨機器人正在進化中……這樣的「生活搭子」,你喜歡嗎?

模仿人類奔跑、跳躍、空翻,像人一樣說話、思考甚至察言觀色。這不是科幻電影對未來的虛構,而是2025中國機器人產業闊步向前的現實。小時候的你,是不是也曾暢想過:家裡有一個機器人,能買菜、做飯、鋪床、掃地,幫你干農活,還可以照顧家裡老人……時至今日,這些「天馬行空」的想像,正在變成現實。「12點了,您該吃藥了...