| 研究課題/領域番号 |
15300216
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
スポーツ科学
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
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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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2003年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
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| キーワード | 水泳 / 推進力 / 流れの可視化 / 非定常流れ / 渦 / 運動量 / PIV / クロール / ダイナミックリフト |
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| 研究概要 |
昆虫や鳥の飛翔、魚の推進に渦の生成に伴う運動量による非定常力を利用していることが明らかになっている。このような非定常力を利用しないと十分な揚力、推進力が得られない。
水泳の推進力に対する研究は定常な、あるいは準定常な力を考え推進の説明をしようとしてきた。手の掻き、足の運動は極めて複雑なものであり、定常な流れ場とは大きく異なっている。ところがこのような流れ場を知る手段はこれまでほとんど無かった。この研究は最近になって特に著しい進歩を見せているPIV(Particle Image Velocimetry)を水泳の泳者周りの流れの可視化に用いてこの非定常特性を明らかにし、推進力のメカニズムを明らかにしようとしたものである。
この研究を進めるにあたり、三つのカテゴリーに分けて行った。1つは直接に手の周りの動作分析とPIVによる流れ場の可視化により手の回りの流れ場を明らかにするものであり、他の2つはこれを補助するものとして、風洞を用いた振動円盤周りの非定常流れ場の解明と、渦の発生、移動が非定常力にどのような力を及ぼすかを知るためにポテンシャル理論を用いた解析的なアプローチである。
上記のような総合的なアプローチから、渦をうまく発生させることが有効な運動を生み出し、量推進力の増加に導くことを明らかにした。泳者の複雑な手の動きは、手の周りの循環の発生・放出と関係しており、放出渦と手の周りの束縛渦が渦対を形成しそれがジェットを生成、し運動量を作り出していることが分かった。この運動量の増加が推進力に結びついている。
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