2005 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 Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松内 一雄 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (70111367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 武男 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 教授 (80091817)
榊原 潤 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 助教授 (10292533)
長谷川 裕晃 秋田大学, 工学資源学部, 講師 (90344770)
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| Keywords | 水泳 / 推進力 / 流れの可視化 / PIV / 非定常流れ / クロール / ダイナミックリフト |
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| Research Abstract |
まず、流水プールを用いた泳者周りの流れの可視化ではPIVシステムの改良を行い、これまで推進力の担い手である手の周りの流れがハレーションにより決定できなかった問題を解決し、より幅広い範囲で実験を行うことができた。さらに質的な改良として、体育の分野では標準的な運動解析の手法である動作分析を使い、手の動きと流れ場の関係を明らかにすることができた。流れ場は流れに平行な鉛直平面と水平面の2平面で流れ場の可視化を行い渦構造を明確にし、推進力発生のメカニズムの理解に重要な資料となった。2つのプリズムを使ったStereo PIVシステムについては、ソフトウェアの開発も含めたシステムの構築には成功したが、データの取得に関しては満足できる量といえるところまでは到達していない。結果を要約すると、水平面と鉛直面の2平面での可視化から、泳者は正負の符号を持つ渦対をつくり推進力となる運動量を生成していることが明らかになった。動作分析の結果も合わせると、そのような渦対を作るタイミングも明らかにすることができた。
もう1つのアプローチである風洞を使った実験では、円盤翼に働く非定常力の測定と、その力の変動を作り出す渦の生成を明らかにすることができた。3次元翼である円盤翼にピッチングおよびヒービングを行わせる装置を開発した。この非定常運動中の流れ場を熱線風速計およびPIVにより明らかにした。ピッチング運動については準静的に変化する場合でも働く力はヒステリシスを持つこと、非定常運動ではさらに失速の遅れ、非定常揚力の増大が観測された。これらの力の変動の位相と流れ場の関係が完全ではないか明らかになった。
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