| 研究課題/領域番号 |
20H04064
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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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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
高木 英樹 筑波大学, 体育系, 教授 (80226753)
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| 研究分担者 |
角川 隆明 筑波大学, 体育系, 助教 (00740078)
中島 求 東京工業大学, 工学院, 教授 (20272669)
仙石 泰雄 筑波大学, 体育系, 准教授 (30375365)
下門 洋文 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 講師 (50757911)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 水泳 / 流体力学 / バイオメカニクス / 流れの可視化 / コンピュータシミュレーション / コンピューターシミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水泳水中運動の特徴として，陸上と同一の運動をしても生体への影響は大きく異なる．異なるが故に陸上では得られない運動効果が水中での運動には期待できるわけだが，実はヒトが水中で運動を行った場合，水から受ける力がどのように，どれくらい生体に作用するのか？十分明らかになっていない．そこで本研究では，いくつかの最新流体力学的解析手法を組み合わせ，これまで困難とされてきた，水泳水中運動中の流体力の発生メカニズムを解明するとともに，生体への負荷量を正確に定量できる方法論を確立し，水中リハビリテーションにおける運動処方の指標，あるいはトップスイマーの傷害予防の指針となる知見を得ることを目指す．
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、流水プールにおいて水中ドルフィンキックを行った際のスイマーの周りの水の流れを、粒子画像流速計測法により可視化し、推進メカニズムの解明する研究課題である。研究の背景として、泳者の下肢の運動速度を向上させることは、水中遊泳（UUS）の速度を向上させるために極めて重要である。しかし、このような動作が遊泳速度にどのような影響を与えるのか、その根本的なメカニズムは不明なままであった。そこで本研究では、回流水槽内での試験流速（U）の変化による水泳動作の変化と、その結果生じる流れ場の変化との関係を明らかにすることを目的とした。男子学生スイマー1名に対して、次の3つのU設定（0.8、1.0、1.2m/s）でテストを行い、下肢の動きとスイマー後方の後流を比較した。運動解析にはモーションキャプチャシステムを、そして流れ場の可視化にはステレオPIVを使用した。その結果、Uが増加するにつれて、全方向（u、v、w）の流れ場の速度ベクトルが増加し、つま先の速度も増加することが明らかになった。また、Uが大きくなるにつれて、つま先の速度ベクトルのダウンキックによる外側への変化と、つま先の速度ベクトルのアップキックによる内側への変化が渦生成に影響を与え、流れ場の速度ベクトルの増加に寄与している可能性が示唆された。さらに、ダウンキックからアップキックへの移行時に、高いU条件では、渦の再捕捉が起きており、これが運動量の増加に寄与している可能性を示した。このことは、ダウンキックからアップキックへの移行が運動量の増加に重要な要因であることを示唆しており、UUSの遊泳速度を増加させるメカニズムを、運動と流れ場の関係から明らかにした世界で初めての研究である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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