実験と数値流体解析を統合したスポーツエアロダイナミクス解析システムの開発と展開研究

　要旨

　アルペンスキー競技のダウンヒルでは，最高速度が120km/hを超えることが少なくなく，空気抵抗が競技タイムに大きく影響を与えている．これまで，アルペンスキー競技の空気抵抗に関する研究では，実際のレーサーを対象に，実験風洞を用いて，滑走フォームと抗力の関係や，スーツを含むスキー用具のデザインが検討されてきた．しかし，レーサー回りの流速分布や渦構造は明らかではなかった．そこで本研究では，格子ボルツマン法を用いた数値流体解析により，クラウチング姿勢における流速（ダウンヒルレーサーの速度）と全抗力の関係を示した．さらに，数値流体解析によりダウンヒルレーサー周りの流れを可視化し，その渦構造を検討した．その結果，ダウンヒルレーサーモデルの全抗力は，流速15m/s時が27.0N，20m/sが46.2N，25m/sが74.3N，30m/sが107.6N，35m/sが144.7N，40m/sが185.8Nとなっていた．また，流れ場の可視化により，流速40m/sにおけるダウンヒルレーサーモデルの大きな抗力の，主な発生部位は，頭部，上腕部，下腿部，大腿部（含む臀部）であると考えられた．本研究では，実験と数値流体解析を統合したスポーツエアロダイナミクス解析システムの開発を試み，アルペンスキーのダウンヒルレーサーの空力解析に適用した．実験精度の向上は勿論の事，数値流体解析の精度向上も大きな課題である．それと同時に，近年，急速に発展している，ビッグデータテクノロジーや人工知能（AI）テクノロジー等の最新テクノロジーとの連携，応用も今後の重要な課題の一つと考えられる．

「デサントスポーツ科学」第38巻/公益財団法人石本記念デサントスポーツ科学振興財団

研究者名	浅井武, 洪性賛
大学・機関名	筑波大学

キーワード

数値流体解析、抗力、揚力、スキー、空力

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