2018 Fiscal Year Annual Research Report
Snowboarding analysis for snowboard design considering mechanical characteristics and snow conditions
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17K14614
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
吉田 達哉 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (20734544)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 粒状体 / 雪 / 個別要素法 / 連成解析 / スノーボード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
滑走環境、滑走者の技量、計測システムの制約などの要因により運動計測に基づくスノーボードの滑走特性の定量評価は非常に難しい。本研究ではスノーボードの滑走特性を定量的に評価するためのシミュレーションモデルを構築することを目的とした。
スノーボードの滑走特性の評価には雪の離散的な挙動を再現する必要があるため、雪面を個別要素法により粒子要素の集まりとしてモデル化した。スノーボードは剛体あるいは弾性体としてモデル化している。文献値をもとに個別要素法のパラメータを設定し、要素を堆積させて雪面を再現した。そして、初期速度を与ることでスノーボードモデルを滑走させた。また、スノーボーダーは集中質量で再現し、重心移動による板の操作はモーメントを与えることで再現し、スノーボードをターンさせた。スノーボードの滑走に影響を与えるといわれている板側面の円弧（サイドカーブ）の曲率や板の剛性を変えることでターンの大きさが変化することをシミュレーションで確認でした。また、雪モデルのパラメータを変化させてシミュレーションを行うとターンの軌跡が変化したことから雪質に基づく滑走性能の評価が可能でると考えられる。
シミュレーションの妥当性を検証するためにスノーボードの小型模型および計測システムを製作し、個別要素法による解析の妥当性を検証した。小型模型には慣性センサを取り付け滑走時の姿勢を計測でき、ひずみゲージにより板のたわみを計測できる。また、ステレオカメラにより滑走軌跡を計測した。サイドカーブの曲率が異なる複数の板を作成し、実験結果とシミュレーションを比較すると滑走軌跡は比較的よく一致しており、本研究で構築したシミュレーションにより妥当な結果が得られることがわかった。また、滑走時の姿勢変化に関してもサイドカーブの曲率の影響を十分に再現できていることを確認した。
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Research Products
(3 results)
