2003 Fiscal Year Annual Research Report
水泳の推進力におけるダイナミックリフトの役割とその活用
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15300216
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松内 一雄 筑波大学, 機能工学系, 教授 (70111367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 裕晃 秋田大学, 工学資源学部, 講師 (90344770)
榊原 潤 筑波大学, 機能工学系, 助教授 (10292533)
野村 武男 筑波大学, 体育科学系, 教授 (80091817)
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| Keywords | 水泳 / 流れの可視化 / PIV / ダイナミックリフト / 推進力 / 非定常流れ / 渦 |
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| Research Abstract |
この研究は、定量的により精度良く流れ場を測定できる熱線風速計を用い、空気中でのモデル実験と、実際にプールでの泳者の周りをPIVによって測定する2つの実験からなっている。前者についてはモデルの姿勢制御装置の大半と力検出システムはほとんど完成した。しかし、今年度はデータ取得までは進まなかった。
後者については、泳者の腕(手)周りの流れ場をPIVにより可視化することに成功した。データの可視化、整理にはMatlabを用い、速度ベクトルと渦度を計算することにより流れの可視化を行った。特に、in-sweepからout-sweepと呼ばれている手の変化の際の流れ場を詳細に計測し、渦の発生と放出が流体力学に基づく法則に則って行われていることを明らかにした。この渦の発生が下流方向に運動量を与え、これが推進力を生み出す基となっていることも明らかになった。熟練した泳者とそうでない泳者の差はこの渦生成のテクニックに依っていること、したがって、運動量の生成効率に依っていることが明白になった。
上記のような、実験を進行していくのと同時に、水泳のバイオメカニクスに深い知識を持つ海外の研究者(ドイツのUngerechts、オランダのToussant、スペインのArellanoら一線の研究者)と、ドイツのカッセルで1度、つくばで2度、合計3度のワークショップを開き、意見交換を行った。この意見交換から我々の行っている研究の方向性の正しさを確信するとともにこの研究の重要性を確認した。
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