2021 Fiscal Year Annual Research Report
スキージャンプ選手の空力特性を個別解析するためのフレームワークの構築
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19H04003
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| Research Institution | Hokusho University |
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Principal Investigator |
山本 敬三 北翔大学, 生涯スポーツ学部, 教授 (00405698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 敏 東海大学, 国際文化学部, 教授 (00580846)
松澤 衛 北翔大学, 教育文化学部, 教授 (20433469)
坪倉 誠 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (40313366)
宮本 直人 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60400462)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スキージャンプ / 数値流体解析 / 空力特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、モーションセンサによる動作計測、3次元CGアニメーション、および数値流体解析の技術を統合させて、体型や動作の多様性を考慮し、動作全般の流体解析を行えるフレームワークの構築を目的としている。着衣式のモーションセンサを用いて、実際のスキージャンプ試技中の選手の動き(スキー板を含む) を計測した。この動作データと選手の表面形状データを用いて、3次元アニメーションを作成し、踏み切り動作から着地動作までの一連の動作を対象に数値流体解析を行った。本研究で使用した流体解析ソフトウェアは、理化学研究所と神戸大学が共同開発したCUBEとした。CUBEの特徴として、階層直交格子を用いたBuilding CUBE Methodと埋め込み境界法(Immersed Boundary Method; IBM)を用いていることがあげられる。IBMは、Lagrange粒子を用いて物体形状を再現する手法であり、物体形状が変化する移動境界問題に適した手法である。数値流体解析での流入速度と方向については、計測時に選手に装着したGPSセンサで計測された位置情報から算出した。前年度までに、フレームワークの構築を完成させ、1名のスキージャンパーの流体解析に成功した。今年度は、高い競技力を有するエリート選手1名を対象に追加の流体解析を実施した。前年度に解析した選手との比較から流体特性の違いについてディスカッションした。結果、エリート選手の流体特性の特徴の抽出に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現時点で，踏み切りから着地までの一連のスキージャンプ動作について，数値流体解析を行い，その空力特性や周辺気流状態を計算できるフレームワークが完成した.しかし，空気力の計算結果が、文献値に比べて過小評価されているため、計算結果の妥当性に関しては検討の余地が残る。
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| Strategy for Future Research Activity |
空気力の計算結果が文献値に比べて過小評価されている点について、計算手法の再検討を行い、結果の妥当性を検討する。また、これまでの成果を論文化する。
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