スキージャンプにおける気流の可視化および計測と最適姿勢

スキージャンプのテイクオフ動作時における空気力の数値流体解析を試みた。これに先立って、実際のテイクオフ動作を模擬する1/10スケールの人模型を開発しこれを小型風洞内に固定し、助走姿勢から飛行姿勢へと体を伸展させた際の空気力を計測した。体伸展はジャンプ実競技の動作画像計測の結果に基づいて膝と腰の関節を伸展させて行った。計測は、模型の足底を六軸力覚センサに固定して行った。気流可視化には煙流脈法を用いた。煙発生装置から風胴内に煙を注入し、人体模型の正中矢状断面の気流状態を観察した。次いで、上記入体模型の形状を三次元スキャナによりコンピュータに取り込み、流体解析ソフトウェア(PHOENICS CHAM社)により解析を行った。このモデルに対し、膝角度を70゜(アプローチ姿勢)、90゜、130゜、170゜(フライト姿勢)と変化させ、解析を行った。風洞実験で可視化した体周辺気流とシミユレーションで得られた結果では、ジャンパー背部の剥離領域や乱流の様子など、双方はよく一致した。これらにより得られたテイクオフ時空気力(揚力・抗力)では、体の伸展に伴い揚力が増加することがわかった。抗力ははは一定であり、これらの空気力を利用して飛行を開始することがうかがわれた。シミュレーションと実測の空気力を比較すると、定性的には類似の傾向を示したが、揚力の値に違いが見られた。今後その原因を調べるとともに、ジャンプ姿勢の多種多様な条件に対し同様の解析を行う。

スキージャンプのテイクオフ動作時における空気力の数値流体解析を試みた。これに先立って、実際のテイクオフ動作を模擬する1/10スケールの人模型を開発しこれを小型風洞内に固定し、助走姿勢から飛行姿勢へと体を伸展させた際の空気力を計測した。体伸展はジャンプ実競技の動作画像計測の結果に基づいて膝と腰の関節を伸展させて行った。計測は、模型の足底を六軸力覚センサに固定して行った。気流可視化には煙流脈法を用いた。煙発生装置から風胴内に煙を注入し、人体模型の正中矢状断面の気流状態を観察した。次いで、上記入体模型の形状を三次元スキャナによりコンピュータに取り込み、流体解析ソフトウェア(PHOENICS CHAM社)により解析を行った。このモデルに対し、膝角度を70゜(アプローチ姿勢)、90゜、130゜、170゜(フライト姿勢)と変化させ、解析を行った。風洞実験で可視化した体周辺気流とシミユレーションで得られた結果では、ジャンパー背部の剥離領域や乱流の様子など、双方はよく一致した。これらにより得られたテイクオフ時空気力(揚力・抗力)では、体の伸展に伴い揚力が増加することがわかった。抗力ははは一定であり、これらの空気力を利用して飛行を開始することがうかがわれた。シミュレーションと実測の空気力を比較すると、定性的には類似の傾向を示したが、揚力の値に違いが見られた。今後その原因を調べるとともに、ジャンプ姿勢の多種多様な条件に対し同様の解析を行う。