高球力学——原理与应用

本书是写高尔夫的，但不是写打球的人，而是写被打的球。对于球手，要想打好球，需要学习击球的原理，如挥杆等。这方面的书很多，像本·侯根、尼克劳斯、老虎伍兹等都出版过这类书。相比之下，写击球人的对立面，即被打的高尔夫球的书不多。究其原因，可能还是从人的角度写顺理成章，而写球有些无从下笔，即使写出来也会枯燥无味。如果说打球体现的是高尔夫爱好者的乐趣，那么写球则是结构工程师研习力学的一个新视角。从这个角度讲，其实写球与打球关系不大，它更像力学爱好者借助高尔夫球这个媒介完成对力学世界的又一次探索。
高尔夫球的运动是球被击打后在空中飞行、在地面滑行滚动的过程。球被击打后以一定的初速度做抛物体运动，因而它本质属运动学范畴。然而，球在空中飞行时会受到空气的作用，这时要用到空气动力学原理，从这个角度讲，又属动力学范畴。因此本书定名为《高球力学——原理与应用》，以全面解释高尔夫球被击打后空中飞行、落地反弹、滑行、滚动直至停止的全过程。
在本书的写作过程中，作者参考了国外经典高球力学和近年来国外最新研究成果。全书由挥杆、球运动（含击球、距离、反弹和滚动、推杆）、理论（含空气阻力、空气升力、基本理论）、一杆进洞四部分组成。
挥杆不是本书的重点，故这里重点介绍基于数据统计的职业挥杆特点，主要参考了《职业挥杆》的内容。这是一本非常好的从科学家角度介绍职业挥杆特点的书，爱好高尔夫的朋友看后都说受益匪浅。希望这一章对大家提升挥杆技术水准有所帮助。有关球运动的内容中有三章，写的是球起飞、空中轨迹、反弹和滚动的运动全过程，还有一章全面介绍了推杆。我的体会是，通过对推杆的反复研习，可以大大提高推杆水准，目前我每场推杆基本保持在30杆以内。理论部分结合专业实践即结构设计中有关风工程的体会，对高尔夫球的风阻力进行了深入剖析，厘清了仅属于高尔夫球风工程的一些基本问题。一杆进洞集高尔夫运动的技术、运气和下场次数因素为一体，体现出这项运动的独特魅力，因而也成为本书的点睛之笔。
本书在编排上也独具匠心，全书按章布局，按专题排列，共分86个专题，使球友在阅读时便于找到关注点。这种编排特别适宜现代人生活节奏快、阅读碎片化的特点。
本书自酝酿至完成，共计十五年。其间既包括作者如饥似渴地学习，也包括苦思冥想的钻研，还渗透着作者学以致用的研习。经本人不断地学习—研究—实践的反复迭代，希望这本书读起来不会让人太乏味。当然，如果读起来能达到爱不释手，甚至旁若无人的程度，那是作者最为高兴不过的事情了。
本书读者对象为高尔夫爱好者、球手、教练、研究人员，也可作为高尔夫学习的教材或参考书。在本书的写作过程中，得到了许多业内同仁和高尔夫球友的大力帮助和鼓励。在此特别感谢高7人小队、小孔和小薛对本书出版过程中的支持。由于本人水平有限，写高尔夫力学又属跨界，书中难免存在错误，欢迎广大球友和高球专家批评指正。

2022.1.1

本书是一本写高尔夫球的力学书。应用空气动力学、物体运动学原理，对高尔夫球自击出后经历的空中飞行、落地反弹、滑行、滚动直至停止的全过程进行了研究。

王立军，力学家，著名结构工程专家。现任深圳建筑业高尔夫球会会长，最好成绩79杆，近期最佳战绩为2021年12月16日在深圳观澜费度球场获首届深圳建筑业“金鑫绿建杯”大师赛最近洞奖。本人现为全国工程勘察设计大师，深圳市工程勘察设计功勋大师，华诚博远工程技术集团首席科学家，研究员，DS工作室主持人，深圳市国家级领军人才。清华大学博士、硕士、学士，中欧国际工商学院EMBA，国家一级注册结构工程师，英国皇家特许结构工程师，香港工程师学会会员。全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员。《建筑钢结构进展》、《建筑结构》、《建筑结构学报》、《钢结构》、《工业建筑》、《世界地震工程》编委，清华大学、同济大学、东南大学、北京工业大学、西南交通大学、北京建筑大学硕士研究生、博士研究生、博士后联合指导教师或兼职教授。国家标准《钢结构设计标准》GB50017-2017主编；发表专业学术论文100余篇；中国国际贸易中心3A（国贸大厦）、3B（新国贸饭店）工程设计主持结构工程师，（深圳）汉京中心、（深圳）大疆天空之城超限审查特聘专家；获国家科技进步二等奖、国家优秀设计铜奖、中国土木工程詹天佑奖等国家和省部级奖20余项。

第一章挥杆
1职业挥杆
2基本挥杆
3杆头速度
4加速度和力
5离心力
6杆头的离心力
7力的合成
8杆身传到杆头的力
9手腕的作用
10杆身的弯曲
11杆身弹性的影响
12身体上的力
13能量
14能量来源
15重力效应
16空气阻力效应
17距离与什么有关
18节奏
第二章击球
19反弹
20旋转
21高尔夫球杆的反弹
22恢复系数
23杆头质量效应
24自杆头的旋转
25球体内部
26能量传递
27作用在球上的力
28旋转效果
29击球的三种失误(mis-hits)
30杆面不方正
31杆头斜向运动
32偏心击球
33严重击球失误
第三章空气阻力
34牛顿力学
35气流
36达朗波特悖论
37斯托克斯模型
38边界层
39伯努利效应
40气流的分离
41湍动的尾流
42临界速度
43球手的发现
44临界速度时发生了什么？
45气象条件影响
第四章空气升力
46马格努斯-罗宾效应
47对于升力的解释
48马格努斯-罗宾效应的物理学原理
49一项简单实验
50升力是多少？
51旋转能量学
第五章基本理论
52雷诺数
53阻力系数
54升力系数
55阻力和旋转
56轨迹的计算
第六章距离
57理想飞行
58阻力效应
59阻力加爬升
60最优起飞角
61作用在球上的力
62跑动距离
63总距离中跑动的效应
64杆头速度的依赖性
65一个棘手的问题
66风的影响
67侧风
68大气压力和海拔高度的影响
第七章反弹和滚动
69反弹
70自拽五的反弹
71强倒旋反弹(bounce with high back-spin)
72滚动(rolling)
73“长推”(the “long putt”)
74滚动能量学
75果岭速度
第八章推杆
76击球
77简单滚动
78进洞
79沿坡推杆（putting on a slope）
80跨坡推杆（putting across a slope）
81优化推杆
82风的影响
83偏心球
84泥球
第九章一杆进洞（Hole in one）
85一杆进洞的概率
86多少？
参考文献

本书从力学角度全面解释高尔夫球被击打后空中飞行、落地反弹、滑行、滚动直至停止的全过程。