地平线快报2025年10月05日 13:56消息，北邮团队首次发现水下螺旋桨推进力反转现象，正转反转物体均后退。

　　 10月4日消息，据科技日报报道，北京邮电大学物理科学与技术学院丁阳教授团队首次发现了一种名为“螺旋桨失灵”的现象，在特定条件下，无论螺旋桨是正转还是反转，物体都会出现后退的情况。 这一发现令人惊讶，也引发了对流体力学和运动原理的深入思考。在日常生活中，我们习惯性地认为螺旋桨的旋转方向决定了物体的运动方向，而这次研究打破了这一常规认知。这不仅说明了自然界中仍有许多未被完全理解的现象，也提示我们在面对复杂系统时，需要更加谨慎和开放的思维方式。这项研究成果或许在未来会对航空航天、船舶设计等领域产生重要影响。

　　 团队将这一现象称为“推进力反转”，相关研究成果发表于最新一期的《美国国家科学院院刊》（PNAS），已于北京时间10月3日在线发布。

　　 历经多轮实验并完成三维数值模拟后，团队确认，这一现象是雷诺数在“作怪”。

　　 雷诺数是描述物体在流体中运动时，惯性力与粘性力之间比例的一个重要参数，它受到流体性质和物体尺寸的共同影响。例如，像船只这样的大型物体在水中移动时，由于体积大、速度较快，惯性力占据主导地位，因此处于高雷诺数的状态；而像细菌这样微小的生物在血液中游动时，由于体积小、速度慢，粘性力成为主要作用力，因此处于低雷诺数的状态。 从科学角度来看，雷诺数不仅是一个物理概念，也反映了不同尺度下流体行为的本质差异。在高雷诺数环境下，流体更接近于理想状态，阻力主要来自惯性；而在低雷诺数环境中，粘性效应显著，流动更加稳定且可逆。这种差异对工程设计、生物运动研究乃至医学应用都有着深远的影响。理解雷诺数的意义，有助于我们更好地认识自然界中各种运动现象背后的物理规律。

　　 团队通过三维数值模拟发现，当旋转的螺旋桨以一定倾斜角度与硅油接触时，产生了两种相互对抗的作用力——“离心吸入效应”和“后向流体加速效应”。前者是指旋转的螺旋桨带动硅油运动，在螺旋桨周围形成一个负压区域，这个负压区使得螺旋桨主要将尾部的硅油向前吸入，从而产生一个向后拉拽螺旋桨和潜艇的反作用力。后者则是指硅油受到带有角度的螺旋桨冲击后，形成一股向后的喷射流，进而产生沿着螺旋桨轴线方向的向前推力，推动潜艇前进。

　　 在中等雷诺数条件下，潜艇和螺旋桨所受到的向后吸力会超过向前的升力，因此无论螺旋桨如何转动，潜艇都会出现后退的现象。

　　 附论文链接：

　　 https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2504153122