スポーツボールの飛翔軌道を予測する可視化システムの構築

• 研究課題/領域番号: 15K16442
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 洪 性賛 筑波大学, 体育系, 助教 (10638547)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 風洞実験 / サッカーボール / ボールの空力特性 / スポーツボール / PIV

研究成果の概要

風洞実験によりサッカーボール縫い目の位置変化から生じる空気の流れ変化についてPIVシステムを用いて可視化し，ボール縫い目の位置が，空気の流れを変えるメカニズムや，実際のサッカーボール飛翔軌跡への影響を明らかにした．また，平成29年度の研究では，異なるパネル数と表面のデザイン（ディンプル有無など）で構成された10個のサッカーボールを製作し，その空力特性を風洞実験で検討した．同様な材料（革）を用いて，パネルとパネルの間を糸（縫い目）で製作されたサッカーボールを32枚パネル，12枚のパネル，6枚のパネルで制作し，各パネルの数による空力の変化と，ボール表面形状による変化を中心に検討を行った．

研究成果

• [国際共同研究] Liverpool John Moores University(英国)
• [国際共同研究] Lynchburg College(米国)
• [国際共同研究] Liverpool John Moores University(英国)
• [国際共同研究] Korea National Sport University/Seoul National University/Kookmin University(韓国)
• [雑誌論文] サッカーボール飛翔の流体力学 (2018)
  • 著者名/発表者名: 洪性賛, 浅井武
  • 雑誌名: バイオメカニクス研究 巻: 21 ページ: 169-173
• [雑誌論文] A. Flow visualisation around spinning and non-spinning soccer balls using the lattice Boltzmann method (2018)
  • 著者名/発表者名: Asai, T., Hong, S., Kimachi, K., Abe, K., Kai, H. and Nakamura, A.
  • 雑誌名: Proceedings 巻: 2 ページ: 237-237
  • DOI: 10.3390/proceedings2060237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact points and their effect on trajectory in soccer (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimachi, K., Hong, S., Shimonagata, S. and Asai, T.
  • 雑誌名: Proceedings 巻: 2 ページ: 235-235
  • DOI: 10.3390/proceedings2060235
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of seam characteristics on critical Reynolds number in footballs (2018)
  • 著者名/発表者名: Naito K., Hong, S., Koido, Masaaki., Nakayama, Masao., Sakamoto, K. and Asai, T.
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 5 号: 1 ページ: 17-00369-17-00369
  • DOI: 10.1299/mej.17-00369
  • NAID: 130006351593
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aerodynamic effects of dimples on soccer ball surfaces (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S and Asai, T.
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 3 号: 10 ページ: e00432-e00432
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2017.e00432
  • NAID: 120007134042
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Flow visualisation of downhill skiers using the lattice Boltzmann method (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Asai, Sungchan Hong and Koichi Ijuin
  • 雑誌名: European Journal of Physics 巻: 38 号: 2 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1088/1361-6404/38/2/024002
  • NAID: 120007135139
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experiment of aerodynamic force on a rotating soccer ball (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Nobori, R., Sakamoto, K., Koido, M, Nakayama, M. & Asai, T.
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: １４７ ページ: 56-61
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.189
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Flow visualization of downhill ski racers using computational fluid dynamics (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T., Hong, S., Ijuin,
  • 雑誌名: Procedia Engineering,147 巻: 147 ページ: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.187
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Wind-tunnel experiments and trajectory analyses for five non-spinning soccer balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Goff, J.E., Hobson, C.M., Asai, T. & Hong, S.
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: １４７ ページ: 32-37
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.185
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Kinetics analysis of instep and side-foot kick in female soccer players (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, K., Numazu, N., Hong, S. & Asai, T.
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: １４７ ページ: 214-219
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.216
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aerodynamics on official soccer balls using korea leagues (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. & Asai, T.
  • 雑誌名: Korean Journal of Science and Football 巻: ５ ページ: 17-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerodynamic analysis of vortex trajectory of soccer ball (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Sakamoto, K., Oshima, T., Lee, K., Nakayama, M., Koido, M. & Asai, T.
  • 雑誌名: Korean Journal of Science and Football 巻: ５ ページ: 23-29
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of Kinematics of Knuckling Shot in Soccer (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T. & Hong, S.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE Vol. 10328 巻: 103281S1-6 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1117/12.2269157
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] サッカーボールの空力 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅井,武、洪 性賛、瀬尾 和哉
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構特別資料: 風洞技術の開発と応用シンポジウム講演集: 第1回-第4回 巻: JAXA-SP-15-021 ページ: 43-48
  • NAID: 120006827576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of air flow around soccer ball using a particle image velocimetry (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Asai, T. & Seo, K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15108-15108
  • DOI: 10.1038/srep15108
  • NAID: 120007136048
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Flow visualization around panel shapes of soccer ball. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Asai, T., and Seo, K.
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: 112 ページ: 391-394
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2015.07.213
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 現代ワールドカップ公式球の空力特性と飛翔特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 洪性賛，浅井武
  • 雑誌名: バイオメカニクス研究 巻: 18 ページ: 218-222
• [学会発表] Aerodynamic characteristics of the Russia World-Cup soccer ball (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S.
  • 学会等名: KSSF International Workshop Science and Football 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The approach of football coaching according to the evolution of the soccer ball (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S.
  • 学会等名: Seoul International Conference on Science and Football 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A. Flow visualization of non-spinning soccer ball using direct numerical simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Asai, T., Hong, S., Kimachi, K., Abe, K., Kai, H. and Nakamura
  • 学会等名: The 11th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
  • 国際学会
• [学会発表] 現代バレーボールの空力特性と飛翔特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 洪性賛，中西康己，原仲碧，來海郁，松竹貴大，浅井武
  • 学会等名: 日本機械学会2017スポーツ工学シンポジウム
• [学会発表] CFDを用いた回転するサッカーボール後流の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅井武，洪性賛，來海郁，阿部恵子，甲斐寿，中村純
  • 学会等名: 日本機械学会2017スポーツ工学シンポジウム
• [学会発表] Aerodynamics of dimple soccer balls (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Matsukura, K., Kimachi, K. & Asai, T.
  • 学会等名: World Congress Science and Soccer 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Trying to understand knuckle ball aerodynamics in soccer (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S & Asai, T.
  • 学会等名: 2017 FISU world conference on development through sport
  • 国際学会
• [学会発表] Aerodynamic characteristics of new design soccer balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. &Asai, T.
  • 学会等名: 26th Annual Meeting of MRS-J
  • 発表場所: 横浜情報文化センター(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-12-19
• [学会発表] Influence of surface roughness on the aerodynamics of soccer balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S.
  • 学会等名: KSSF International Workshop Science and Football 2016
  • 発表場所: National Football Center (Paju, Korea)
  • 年月日: 2016-12-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Surface texture effects on the drag crisis for soccer balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. &Asai, T.
  • 学会等名: International conference in sports science and technology
  • 発表場所: Nanyang Executive Centre (Nanyang, Singapore)
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Tring to understand knuckling effect ball in soccer (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T. & Hong, S.
  • 学会等名: International Congress on High-speed Imaging and Photonics
  • 発表場所: Hotel Hankyu Expo Park (Osaka, Japan)
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of dimple on soccer ball aerodynamics (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. &Asai, T.
  • 学会等名: International Congress on sport sciences research and technology support
  • 発表場所: Holiday Inn Porto Gaia (Porto, Portugal)
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Aerodynamics of soccer ball (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S.
  • 学会等名: 1st Japan-Korea joint conference on science and football
  • 発表場所: Fukuoka Univ. (Fukuoka, Japan)
  • 年月日: 2016-10-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Directions for sport research as a multi-disciplinary subject (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T. & Hong, S.
  • 学会等名: 28th International Sport Science Congress
  • 発表場所: Hanyang Univ. (Ansan, Korea)
  • 年月日: 2016-08-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Sports fluid dynamics: aerodynamics of sports balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T. & Hong, S.
  • 学会等名: 34 International Conference of Biomechanics in Sport
  • 発表場所: University of Tsukuba (Tsukuba, Japan)
  • 年月日: 2016-07-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Experiment of aerodynamic force on a rotating soccer ball (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Nobori, R., Sakamoto, K., Koido, M, Nakayama, M. & Asai, T.
  • 学会等名: 11th conference of the International Sports Engineering Association
  • 発表場所: Delft University of Technology (Delft, Nederland)
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Flow visualization of downhill ski racers using computational fluid dynamics (2016)
  • 著者名/発表者名: Asai, T., Hong, S. & Ijuin, K.
  • 学会等名: 11th conference of the International Sports Engineering Association
  • 発表場所: Delft University of Technology (Delft, Nederland)
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Kinetics analysis of instep and side-foot kick in female soccer players (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, K., Numazu, N., Hong, S. & Asai, T.
  • 学会等名: 11th conference of the International Sports Engineering Association
  • 発表場所: Delft University of Technology (Delft, Nederland)
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Wind-tunnel experiments and trajectory analyses for five non-spinning soccer balls (2016)
  • 著者名/発表者名: Goff, J.E., Hobson, C.M., Asai, T. & Hong, S.
  • 学会等名: 11th conference of the International Sports Engineering Association
  • 発表場所: Delft University of Technology (Delft, Nederland)
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of dimple on a soccer ball flight (2016)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. & Asai, T.
  • 学会等名: European College of Sport Science2016
  • 発表場所: Austria Center Vienna (Vienna, Austria)
  • 年月日: 2016-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] サッカーボール表面の意匠が空気力に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 洪性賛，浅井武，栗木秀介
  • 学会等名: 日本機械学会2015スポーツ工学シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-10-30
• [学会発表] Aerodynamic effects of a panel orientation on modern soccer balls. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. and Asai, T.
  • 学会等名: International conference on movement, health & exercise 2015
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会
• [学会発表] 地面板と実物大スキージャンパ模型を用いた風洞試験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀬尾和哉，洪性賛，浅井武
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] スポーツウェア用布地の流体力学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横溝亮，伊藤眞一郎，洪性賛，浅井武
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Prediction of the soccer ball trajectory by its panel shapes (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. and Asai, T.
  • 学会等名: European College of Sports Science2015
  • 発表場所: Malmo, Sweden
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会
• [学会発表] Counter-rotating vortex pair of a soccer ball in flight (2015)
  • 著者名/発表者名: Asai, T., Hong, S. and Kamemoto, K.
  • 学会等名: 8th World Congress on Science and Football
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2015-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] How panel shape effect to fly on soccer ball (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. and Asai, T.
  • 学会等名: 8th World Congress on Science and Football
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2015-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] How panel design to fly on the modern soccer ball (2015)
  • 著者名/発表者名: Hong, S., Park, S. and Byun, K.
  • 学会等名: 2015Conference of Korea Contents Association
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2015-05-01
  • 国際学会
• [図書] Football Biomechanics, Chapter 7, Impact phase of the knuckle shot (2017)
  • 著者名/発表者名: Hong, S. and Asai, T.
  • 総ページ数: 261
  • 出版者: Routledge
  • ISBN: 9781138195127
• [図書] Decyphering the 12 codes of Korean Football (2016)
  • 著者名/発表者名: Kim, Y., Joo, S., Kim, H., Lee. Y., Choi, D., Hong, S., Jung, S., Yun, Y., Kim, Y., Jung. K. & Kim, M.
  • 総ページ数: 335
  • 出版者: Namuwasup
• [備考] アルペンスキー競技ダウンヒルにおいてレーサーが受ける空気抵抗
  • URL: http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201701061400.html
• [備考] Computer simulation models air flow around skiers
  • URL: http://www.tsukuba.ac.jp/en/research-list/p201701161208