使用虚拟骨架方法和计算流体动力学的运动员姿势的空气动力学优化.
Knut Erik Teigen Giljarhus1, Fredrik Fang Liland2, Lars Morten Bardal2
1Department of Mechanical and Structural Engineering and Materials Science, University of Stavanger, Stavanger, Norway; NablaFlow AS, Sverdrups gate 27, Stavanger, 4007, Norway.
这项研究引入了一种优化运动员姿势以减少空气动力学阻力的新方法. 该技术在骑自行车者身上实现了17%的阻力降低.
科学领域:
- 运动科学 运动科学 运动科学
- 生物力学 生物力学
- 空气动力学 航空动力学
背景情况:
- 运动员的姿势显著影响了空气动力学阻力,这对于许多运动中的表现至关重要.
- 现有的研究往往分析有限的姿势,缺乏通用的优化方法.
研究的目的:
- 开发和演示一种方法来优化运动员的姿势,以尽量减少空气动力学阻力.
- 提供适用于各种体育运动的通用方法.
主要方法:
- 组合虚拟骨架方法用于姿势调整,计算流体动力学 (CFD) 用于拖动评估,以及全局优化算法.
- 使用6个设计变量进行参数化骑自行车者的姿势.
主要成果:
- 与初始位置相比,在骑自行车的计时试验姿势下降了17%的空气动力学阻力.
- 优化需要41个CFD模拟来实现趋同.
结论:
- 开发的方法为体育运动中姿势优化提供了一种可访问的方法.
- 这种方法可以为一般姿势的空气动力学影响提供有价值的见解.
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