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1.
目的：探究不同风速对帆板帆翼结构以及周围流场的影响。方法：以奥运女子级别的Neil Pryde RS：X帆板帆翼为研究对象，考虑空气动力与结构的流固耦合效应，利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析。结果：Realizable模型适合计算帆翼周围的流场湍流度，在风速为2m/s时帆翼升阻比最大；随着风速的增大，帆翼面发生变形和振动会导致风激振现象、背风面产生明显的涡脱现象，且帆翼表面应力区增大，全帆的应变逐步增加。结论：不同风速下的帆翼迎风面和背风面的压力分布、帆翼整体空气动力有一定差异，运动员比赛中应该根据当时风况调整帆翼参数。 相似文献
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利用计算流体力学软件STAR-CCM+对奥运会比赛用帆板及帆船帆翼的空气动力性能进行了数值模拟,得到了不同攻角下的帆翼在粘性流场下的数值模拟结果和相应的升力系数及阻力系数。对不同攻角下的升力系数和阻力系数计算结果与实验结果进行了对比,通过比较可以看出利用STAR-CCM+软件能够快速有效地预报帆翼空气动力性能和流场。 相似文献
3.
测试来流不变、帆翼不变方式下帆船帆翼数值模拟结果的差异性。结果显示:不同攻角下帆翼不变方式和来流不变方式得到的阻力系数均与实验值相差不大,但帆翼不变方式得到升力系数与实验值相差很大,来流不变方式得到的升力系数与实验值误差较小。考虑帆船帆翼空气动力性能数值模拟时攻角在0～180°范围内变化的特殊性,在帆翼空气动力性能数值模拟中,采用来流不变方式,模拟不同攻角帆翼流场时,将帆翼转动,重新进行网格划分。 相似文献
4.
围绕国家帆板队备战2008年奥运会亟待解决的问题,利用风洞试验建立帆翼空气动力模型,利用水池建立了板体水动力模型,在此基础上基于最大推力原理建立风帆空气动力与板体水动力平衡方程求得各条航线上的最大船速。提出了一套完整的帆板VPP计算模式,并详细论述了其实现过程,为今后展开帆板的VPP研究与航线选择奠定基础。 相似文献
5.
随着计算机技术的迅速发展,数值模拟已成为帆船帆翼空气动力性能研究的重要工具。利用数值模拟,可实现在较短的时间以内完成多种设计方案的模拟计算,得到帆翼升力、阻力系数等空气动力学特性,为帆船比赛过程中运动员调帆提供技术指导。通过讨论5种湍流模型(S-A模型、standard模型、RNG模型、Realizable模型、SST模型)对于帆翼空气动力性能计算结果的影响,根据与试验结果比较分析,确定了帆翼数值模拟采用Realizable模型。研究结果为下一步数值模拟帆船帆翼空气动力性能打下了基础。 相似文献
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目的：探明迎风阶段摇帆频率和幅度组合方案对帆翼推进性能的影响,为运动员在迎风起航、紧急避让及迎风航行等过程提供个性和科学的摇帆调控建议,助力运动员对帆翼的科学操控。方法：确定运动员摇帆特征并建立帆翼运动模型,采用URANS方法,调用SST k-ω湍流模型,求解迎风摇帆时帆翼空气流场气动力变化规律。基于力学分析建立帆翼推进性能评价方法,并研究攻角20°的帆翼在风速3 m/s迎风、频率0.67～2.00 Hz和幅度2°～10°组合工况下的帆翼推力系数和能耗系数。结果：摇帆频率为0.67～1.00 Hz时,推力系数和偏航力系数平均值随幅度增加而增大;摇帆频率为1.30～2.00 Hz时,推力系数和偏航力系数平均值均随幅度增加呈现先增大后减小的趋势,配合幅度8°摇帆可使推进性能最优;摇帆能耗系数随幅度和频率增加而增大,高频大幅摇帆能耗是低频大幅的25倍,是高频小幅的10倍。结论：为促进运动员帆翼推进性能的最优,低频摇帆应配合较大的幅度,而高频摇帆则需配合适宜幅度。 相似文献
7.
帆船比赛中,起航阶段成功与否是比赛胜负关键之一。通过数值模拟方法得到了不同桅杆形状、不同扣角和倾角以及帆翼外形时帆翼空气动力系数随攻角变化关系。在帆翼空气动力性能数值模拟的基础上,分析发现,帆船起航阶段战术是保证帆船冲击力的关键,如果帆船运动员身体素质较佳,那么在确保帆船平衡的前提下,要调整帆船攻角、桅杆迎风位置、扣角和倾角以及帆船帆翼拱度大小,使得帆船帆翼整体推力性能达到相对较大。如果帆船起航时候占据有利的位置,就要在接下来的迎风航段不断牵制住其他帆船。该文通过探讨帆船起航阶段的调帆基本原则,为帆船运动员在起航阶段调帆争夺到有利位置提供科学指导。 相似文献
8.
利用数值模拟方法对不同扣角和倾角下的升力系数、阻力系数、力矩系数以及帆翼底部流场进行分析,发现帆翼扣角以后帆翼升力系数、阻力系数都变小,垂直水平面上力系数增加很多,这个力增加可以减小船体阻力、有利于帆船行驶.另外,帆翼扣角以后帆翼力矩有不同程度的减小,这对于帆船行驶来说是有利的,可以减小帆船倾斜.单独从升力来看倾角为-10°是有利的. 相似文献
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《西安体育学院学报》2016,(1):16-20
帆翼空气动力特性是帆船重要的性能之一,为了掌握帆船比赛中不同航向角时帆翼的空气动力特性,采用了缩尺比为1∶16的几何相似模型进行了单帆帆翼的空气动力性能试验研究,得到了不同航向角下帆翼的推力系数、侧向力系数随攻角变化关系和最大推力系数以及对应侧向力系数曲线。分析发现:在帆船航行中存在死角区,当航行角在此区域内不管攻角如何改变帆船都无前进推力,该帆翼的死角区为0°~10°;航向角小于40°时帆船航行不是理想状态;在航向角在40°~140°之间,最大推力系数随航向角增加而增加,对应侧向力系数则随航向角增加而减小。当航向角为140°时,最大推力系数是全过程中的最大值1.52,对应侧向力系数又是全过程中比较偏小的,所以,当航向角为140°左右时帆船有较理想的航行状态。试验结果和所作的结论,为帆船运动员在奥运会帆船比赛过程中帆翼调整提供了理论基础。 相似文献
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不同气压、不同风速及对称性对排球飘球的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用风洞实验通过对在不同风速、不同气压下以及是否对称的球的飘晃距离和飘晃特点进行研究。结果表明:1)同一气压下,随着风速的不断增大,飘球产生的飘晃距离呈现先增大而后减小再增大的现象;2)不同气压下,飘球产生最大飘晃距离的临界速度均为10 m/s~15m/s,晃距约为0.5~0.6 m;3)气压对排球的飘晃影响不大,但球的对称与否会对飘球的晃动产生影响。 相似文献
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Yong Ma Youhong Tang Nathan West Zhiyong Zhang Shijie Lin Qinzhen Zheng 《Sports Engineering》2016,19(2):81-90
In sailing regattas, the actions of sailboats are to meet, overlap, pursue, pass, anti-collide, and defend. The aerodynamic performance of a sail based on a numerical simulation method is reported in this study. The parameters affecting the sail’s aerodynamic force coefficients, namely sailing angle, attack angle, mast shape, pitch angle, and camber ratio, are analyzed. From the results, basic principles and corresponding tactics of sail trimming are discussed and recommended for the start, during the windward, running, and leeward legs, before the finish, and near the marks. Sailors in the regatta should decrease the interaction of air flows around the sail to increase the lift force. The sailing angle, attack angle, pitch angle, and camber ratio should be adjusted to the appropriate degree to speed the boat when it is balanced. Sail trimming tactics have been practiced by professional sailors in regattas during which they can be scientifically supervised to compete against each other at Olympic Games. 相似文献
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目的:探讨环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响。方法:通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法数值模拟预测了不同环境风下跳台滑雪空中飞行空气动力学特性,并探究了水平方向环境风、竖直方向环境风以及侧向环境风对气动特性的影响。将跳台滑雪运动员与滑雪板看成一个多体系统,建立在空中飞行某一种普遍姿态下此多体系统的精细化三维几何模型与网格模型,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型进行数值模拟,提取多体系统的受力及力矩情况,直观地显示多体系统周围的流场信息。数值预测涉及的水平方向风风速包括-4 m/s、-2.5 m/s、-1 m/s、0 m/s、1 m/s、2.5 m/s、4 m/s等工况;竖直方向风风速包括-8 m/s、-4 m/s、-2.5 m/s、-1 m/s、0 m/s、1 m/s、2.5 m/s、4 m/s、8 m/s等工况;侧向风风速包括1.5 m/s、3.0 m/s、4.5 m/s、7.5 m/s、10.5 m/s、13.5 m/s等工况。结果:1)水平方向环境风下多体系统升力、阻力以及俯仰力矩变化明显,与风速呈现近似线性关系,同时水平逆风情况下力学特性数值结果的增长速度大于水平顺风情况下力学特性数值结果的减小速度;2)在竖直方向风速较小时(小于2.5 m/s),升力、阻力以及俯仰力矩增加缓慢,在竖直方向风速较大时(大于4 m/s),升力、阻力以及俯仰力矩开始相对快速增加,同时,竖直向上环境风使得升力、阻力、俯仰力矩增大,竖直向下环境风使得升力、阻力以及俯仰力矩减小,而且竖直向上环境风情况下增长幅度明显小于竖直向下环境风情况下减少幅度;3)侧向环境风产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,同时,侧向环境风对运动员的升力、阻力以及俯仰力矩产生影响。在风速较小(小于3 m/s)时,这些力和力矩很小,在风速较大(大于4.5 m/s)时,比较明显。结论:1)水平方向环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响非常明显,相较而言,竖直方向环境风和侧向环境风对空中飞行气动特性的影响小很多,但侧向环境风的影响情况较为复杂,对多体系统产生较为明显的偏航力、偏航力矩、翻滚力矩;2)环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响机理能够为比赛临场预判与决策提供有效的辅助支持,也为运动员空中飞行稳定性控制与技术训练提供科学指导。 相似文献
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Aerodynamic efficiency is one of the important criteria for racing bicycle helmets, especially in time trial event. The physical characteristics of a bicycle helmet especially its venting geometry, position and number of vents play a crucial role in the aerodynamic efficiency of the helmet. Despite the importance of this, little information on aerodynamic behaviour of racing bicycle helmets is available. In this study, a series of commercially available time trial helmets were investigated in a wind tunnel environment over a range of wind speeds, and yaw and pitch angles to understand their aerodynamic behaviour. In order to obtain as realistic a data as possible, an instrumented mannequin was used in the wind tunnel testing. The experimental findings indicate that the aerodynamic performance of current production time trial helmets varies significantly. The results also show that helmet length as well as vent geometry and vent area have significant effects on aerodynamic drag of a time trial helmet. A time trial helmet having longer length and smooth vents with minimum vent area can reduce aerodynamic drag significantly. 相似文献
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该系统选定弹簧悬挂的浮力平台测力系统,通过在自然风场下对整装帆船(板)的实帆试验,由计算机输出风向、风速、帆力、风压中心、攻角和帆角。它亦可兼作模拟训练器用。系统功能实现后,不仅可检测帆的有关性能参数和比较帆型的稳定性能,而且能通过运动员的实帆操作训练,贯彻教案,较实际地解决教与学的问题。 相似文献
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Bicycle aerodynamics: an experimental evaluation methodology 总被引：1，自引：1，他引：0
Aerodynamically efficient sports equipment/accessories and athlete body postures are considered to be the fundamental aspect to achieve superior performance. Like other speed sports, the aerodynamic optimisation is more crucial in cycling. A standard full-scale testing methodology for the aerodynamic optimisation of a cyclist along with all accessories (e.g., bicycle, helmet, cycling suit, shoes and goggle) is not well developed, documented, and standardised. This paper describes a design and development of a full-scale testing methodology for the measurement of aerodynamic properties as a function of cyclist body positions along with various accessories over a range of wind speeds. The experimental findings indicate that the methodology can be used for aerodynamic optimisation of all cycling sports. 相似文献
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目的得到航速对于470级帆船船体的阻力大小影响的系列规律,增加运动员对帆船船体水动力性能认识,更加高效操纵帆船。方法利用计算流体动力学方法,湍流模式采用RNG k-ε湍流模型,运用SIMPLE算法进行求解,空间离散格式采用二阶迎风格式,边界条件均设置为速度入口、压力出口,数值模拟了速度为2 m/s、4 m/s、6 m/s、8 m/s、10 m/s等5种工况下帆船船体水动力性能,分析不同航速条件下船体的阻力和压力分布。结果船体受到的阻力随航速的增大而增大,在阻力增大趋势线中低航速条件下阻力变化斜率较小、高航速条件下阻力斜率较大。根据趋势线确定阻力与航速的乘幂公式,可以预测不同航速条件下船体在不考虑兴波条件下的船体所受到的阻力大小。研究中不同航速对船体压力分布的规律基本一致,造成的影响主要体现在船体不同部位受力的值上,不同航速对船体船首局部压力造成的影响差异很大。船体考虑兴波时压力分布规律影响差异较大,在不考虑兴波时航速对船体压力分布规律影响较小。结论航速对于船体的阻力大小影响较大,船体阻力随航速的增大而增大;船体阻力随航速变化可以用乘幂公式拟合;船体的兴波对船体阻力分布规律影响不可忽略。 相似文献