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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

跳台滑雪气流和最佳姿势的可视化和测量

基本信息

批准号：
17650182
负责人：
川初清典
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

Air Force and Numerical Fluid Analysis 1/10 of a person's model is developed in a small wind tunnel, and the air force is measured when the person's body is stretched. The results of body stretching and motion profile measurement show that the knee and waist joints are stretched. Measure the six axis force of the sole of the model. Flow visualization and smoke pulse method Smoke generation devices are used to inject smoke into the wind tunnel, and the flow state of the midsagittal section of the mannequin is observed. The shape of the volume model is recorded in the middle and upper parts of the volume model. The shape of the volume model is recorded in the middle and upper parts of the volume model. The knee angle is 70 °, 90 °, 130 °, and 170 °. The wind tunnel was visualized and the results were consistent. The force of time and space (lift force) increases with the force of extension. The resistance force is constant, and the air force is utilized. When comparing the shimire-shimirei project with the measured air force, a similar trend is shown qualitatively, and a violation of the value of the force can be seen. In the future, we will analyze the causes and conditions of the problem.