| 研究課題/領域番号 |
19H04003
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| 研究機関 | 北翔大学 |
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研究代表者 |
山本 敬三 北翔大学, 生涯スポーツ学部, 教授 (00405698)
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| 研究分担者 |
森 敏 東海大学, 国際文化学部, 教授 (00580846)
松澤 衛 北翔大学, 教育文化学部, 教授 (20433469)
坪倉 誠 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (40313366)
宮本 直人 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任准教授 (60400462)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | スキージャンプ / 数値流体解析 / 空力特性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、モーションセンサによる動作計測、3次元CGアニメーション、および数値流体解析の技術を統合させて、体型や動作の多様性を考慮し、動作全般の流 体解析を行えるフレームワークの構築を目的としている。着衣式のモーションセンサを用いて、実際のスキージャンプ試技中の選手の動き(スキー板を含む) を計 測した。この動作データと選手の表面形状データを用いて、3次元アニメーションを作成し、踏み切り動作から着地動作までの一連の動作を対象に数値流体解析を 行った。本研究で使用した流体解析ソフトウェアは、理化学研究所と神戸大学が共同開発したCUBEとした。CUBEの特徴として、階層直交格子を用いたBuilding CUBE Methodと埋め込み境界法(Immersed Boundary Method; IBM)を用いていることがあげられる。IBMは、Lagrange粒子を用いて物体形状を再現する手法であり、 物体形状が変化する移動境界問題に適した手法である。数値流体解析での流入速度と方向については、計測時に選手に装着したGPSセンサで計測された位置情報か ら算出した。前年度までに、フレームワークの構築を完成させ、2名のスキージャンパー(熟練選手と非熟練選手)の流体解析に成功した。両者の比較から,熟練選手の空力特性の特異性を抽出した.結果,熟練者は初期フライトとフライト後半に,空力的な優位性を獲得していたことが明らかとなった.
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| 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
現時点で,踏み切りから着地までの一連のスキージャンプ動作について，数値流体解析を行い，その空力特性や周辺気流状態を計算できるフレームワークが完成した.これによって,研究計画の主目的は達成された.空気力の計算結果が、文献値に比べて過小評価されている問題点があるため,計算手法について検討中である.また,本研究で得られた知見については,学術誌にも掲載された.
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究から,熟練選手の空力的特異性が初期フライトとフライト後半にあることが明らかとなったため,今後,これらの局面において,姿勢あるいは姿勢変化と空力特性との関連性について,詳細に分析していきたい.
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