• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

CFDを用いたヒトの泳動作における動力学的メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K16684
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

田中 貴大  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (40975132)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード泳動作 / 動力学分析 / 流体力学分析
研究開始時の研究の概要

ヒトの運動に着目する研究領域において,その身体運動における動力学的メカニズムの解明は重要課題である.しかし,「ヒトの泳動作を生み出す動力学的メカニズムとは?」という学術的問いに対する回答は未だほとんど得られていない.そこで本研究は泳動作におけるヒトの身体運動の動力学的メカニズムを明らかにすることを目的に,①クロール泳における全身の関節トルク発揮の解明,②クロール泳における全身の筋の力発揮の解明に取り組む.多くの国民が取り入れる機会のある泳動作に着目する本研究の知見は,傷病者や高齢者の運動機能改善や競泳記録向上を目的とした応用研究を遂行する際の重要な基盤データとなる.

研究実績の概要

流体「ヒトの泳動作を生み出す動力学メカニズムとは?」という学術的問いに対する回答は、ヒトの身体運動を対象とする研究領域において、回答は未だほとんど得られていない。そこで本研究は泳動作におけるヒトの身体運動の動力学メカニズムを明らかにすることを目的に、①クロール泳における全身の関節トルク発揮の解明、②クロール泳における全身の筋の力発揮の解明に取り組む。
2023年度は、目的達成に必要なデータ収集を行った。競泳選手14名を対象に、全力でのクロール泳の運動をデジタルビデオカメラを用いた運動計測、およびポータプルスキャナを用いたデジタルモデルの取得を行った。
また、クロール泳の流体シミュレーションを行うためのモデルを構築した。クロール泳は水中と水上での運動が含まれるため、VOF法を用いて空気と水の2層が含まれるモデルを構築する必要がある。昨年度は、データ収集と同時並行でモデルの構築も行った。現在、けのび姿勢でのシミュレーションにより、作成したモデルの妥当性を確認している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度は目的達成に必要なデータ収集を行う計画であった。そのデータ収集が順調に進み、2024年度に予定していたシミュレーションモデルの構築を計画よりも早く始められたため。

今後の研究の推進方策

計測したデータの解析を行う。また、構築したシミュレーションモデルの妥当性が確認でき次第、クロール泳のシミュレーションを実施する。シミュレーション結果から、泳者のモデルに作用した流体力を算出し、逆動力学演算により関節トルクを算出する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 競泳キックスタートのシミュレーションモデルの開発2024

    • 著者名/発表者名
      田中貴大、本城豊之、藤本雅大、長野明紀、尾関一将、伊坂忠夫
    • 雑誌名

      立命館大学スポーツ健康科学総合研究所紀要(創刊号)

      巻: 創刊号 ページ: 59-66

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Vortex structure and fluid force changed by altering whole-body kinematic parameters during underwater undulatory swimming.2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, T., Hashizume, S., Kurihara, T., Isaka, T.
    • 雑誌名

      Sports Biomechanics

      巻: Published online ページ: 1-14

    • DOI

      10.1080/14763141.2023.2233466

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 渦の生成から見た水中ドルフィンキックの推進メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      田中貴大
    • 雑誌名

      水泳水中運動科学

      巻: 26 号: 1 ページ: 34-38

    • DOI

      10.2479/swex.26.34

    • ISSN
      1880-6937, 1880-7097
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 競泳選手における下腿および足部の形状と 水中ドルフィンキックの泳速度との関係2023

    • 著者名/発表者名
      田中貴大、林大成、菅唯志、伊坂忠夫
    • 学会等名
      日本水泳水中運動学会2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Propulsion and braking mechanism of underwater undulatory swimming: An analysis of the fluid force of each vortex of the feet, trunk, and upper limbs2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, T., Hashizume, S., Kurihara, T., Isaka T.
    • 学会等名
      XIVth International Symposium on Biomechanics and Medicine in swimming
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi