[SolidWorks]
触拍后羽毛球是如何调头的？碰撞仿真+流固耦合分析来揭秘
羽毛球飞来的一瞬间，我们瞄准、迅速挥动球拍，打击在球头上，羽毛球几乎是立刻调头、折返回对手的场地。
打羽毛球
这是我们再熟悉不过的场景，那么，羽毛球到底是如何调头的呢?让我们通过CAE仿真来一探究竟。
首先，我们假设对手打过来一个高抛球，到我们这边与球拍撞击时，羽毛球与垂直方向夹角30°，球速10m/s，球拍沿水平方向迅速打击，给羽毛球一个瞬时冲量，这里的拍网采用带预紧拉伸的truss单元来模拟。
边界条件设置
通过Abaqus/Explicit仿真计算得到羽毛球在拍子击打的瞬间，它的动态变形与运动状态如下图所示。
羽毛球受到球拍打击的瞬间
我们还可以获得羽毛球的速度曲线与其离拍之后的运动姿态，可以看到羽毛球在离拍的瞬间获得60m/s的初始速度。你应该已经注意到了，上面的仿真结果中，羽毛球并没有调头啊？是的，我们忽略了一个极其重要的因素：空气阻力。由于打击过程考虑了羽毛球的变形，再考虑流固耦合的话，计算耗时巨大，我们就单纯的分析羽毛球姿态变化而言，合理地简化一下这个过程：
a. 假设羽毛球从接触到离开网拍的过程中（1ms左右），空气对羽毛球的离拍速度影响可以忽略不计；
b. 假设离拍后空气和羽毛球的相互作用过程中，空气阻力致使羽毛球的变形是极小的，并且对于姿态分析是无关紧要的。
抛去这些次要因素，再通过流固耦合方法来分析羽毛球的姿态变化就简单多了，在这个分析过程里，羽毛球考虑为刚体，刚体上的拉格朗日网格与空气域的欧拉网格进行相互接触。我们以前面的仿真为基础，取离拍的瞬间，球头竖直向下、初始速度60m/s，方向水平作为流固耦合分析时羽毛球的初始状态。
注意，为了节省计算时间，这里仅对羽毛球可能划过的区域进行空气域建模，欧拉边界离相互作用区域比较近，针对这个问题而言，要对所有面设置无反射边界条件。
羽毛球姿态变化的CEL分析
通过Abaqus/Explicit 计算可以得到羽毛球的姿态在空气阻力作用下，调整为指向球头的状态。
羽毛球在空气中的运动
并且，羽毛球的速度在80ms内降到了20m/s，这个过程中它向前运动了2.3m左右，这样看起来就比较正常了，在后面的运动过程中，它还会持续受到空气阻力的作用，继续减速，最终获得稳定的下落速度（理想空间内，不受其他阻碍的状态下）。
羽毛球划过的流场（剖面）
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