| 研究課題/領域番号 |
20K11413
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京工業大学 (2022)
筑波大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
洪 性賛 東京工業大学, リベラルアーツ研究教育院, 研究員 (10638547)
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| 研究分担者 |
浅井 武 筑波大学, 体育系(名誉教授), 名誉教授 (00167868)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 自転車 / 空気抵抗 / 空気流れ / スポーツウェア / 風洞実験 / 数値計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，スポーツ風洞を用いて，自転車選手の姿勢変化が，空力特性に及ぼす影響について検討すると共に，粒子画像流速測定法及び，数値流体解析を用いたプレーヤーの姿勢による身体全体の空気流れと各部位の流れ（境界層の移動，渦の生成・成長・崩壊など）を高精度に可視化することで，自転車選手の姿勢が競技パフォーマンスに及ぼす流体力学的メカニズムを明らかにし，パフォーマンス向上方法を示す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、CFD方法と風洞実験を用いてサイクル選手回りの空気流れとその空気抵抗について検討した。特に、自転車用ウェアの生地の表面形状の違いが選手の空気抵抗へ及ぼす影響を中心に比較検討を行った。まず、CFDの結果から、レース中に選手の頭、腕、脚部に空気抵抗が大きくなることが分かった。風洞実験では、腕部に近いシリンダー模型を用いて、様々な生地の空気力を比較検討し、生地の表面形状によって空気抵抗が変わるのが分かった。マネキン実験では、自転車ウェアの腕部の生地形状を変えることによって、最大約8％の空気抵抗を減らすのを発見した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レース中の自転車と選手が受ける抵抗の90%が空気抵抗になり、そのうちの70%は選手の体にかかる抵抗であると報告されている。そのため、空気抵抗を減らす適切な選手の姿勢などについての研究は多く報告されてきた。しかし、選手の全身に着るウェアに関する研究は数少ない。
本研究の結果から、選手が最大に走る最大速度と時間などのレース条件を考慮して、選手ごとに適切なウェアタイプの提供が可能になり、選手パフォーマンス向上に大きく貢献できると考えられる。
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