不同极简指数跑鞋对髌股关节受力特征的影响

聚焦跑步时髌股关节生物力学特征,探究穿着不同极简指数(MI)跑鞋对髌股关节接触力、应力等的即刻影响。选取15名习惯后跟着地的健康男性跑者,分别穿着两种MI跑鞋(MI 86%极简跑鞋和MI 26%缓冲跑鞋),使用Vicon红外运动捕捉系统、Kistler三维测力台同步采集3.33 m/s(速度变化范围±5%)跑速下的膝、踝关节运动学和地面反作用力,通过逆向动力学等计算股四头肌肌力、髌股关节接触力、髌股关节接触面积以及髌股关节接触应力。结果显示:两种跑鞋条件下的冲击力峰值和蹬地力峰值均无明显差异。与缓冲跑鞋相比,穿着极简跑鞋跑步时,膝关节最大屈曲角度显著降低(P<0.01);髌股关节接触面积显著减小(P<0.01);膝关节伸肌峰值力矩显著下降(P<0.01);髌股关节接触力和应力峰值均显著减小(P<0.05)。研究表明,相比缓冲跑鞋,穿着极简跑鞋在未影响触地后冲击力峰值的同时,通过降低伸膝力矩大幅度减少髌股关节接触力(下降17.02%)、降低髌股关节接触应力,从而有效改善支撑期髌股关节负荷,为进一步减小髌股关节疼痛综合征风险提供可能。     

跳台滑雪助滑阶段计算流体动力学模拟及优化

目的：针对跳台滑雪助滑阶段姿态进行计算流体动力学分析,以确定影响出台起跳速度的决定性因素,以此帮助运动员进一步优化助滑动作,减小助滑阶段受到的空气阻力,从而在相同出发格及起跳动作等条件下获得更高的出台起跳速度,为训练和比赛提供有针对性的理论支持。方法：采集我国跳台滑雪集训队男子运动员身体形态数据,基于此建立空气动力学数字孪生模型,并将这一模型投入计算流体动力学分析场景中进行模拟计算,探索最优化的姿态角度区间。数值模拟涉及的姿态角度包括躯干攻角,踝关节角等运动学数据。结果：在一定范围内,运动员及装备组成的多体系统离地面距离越近,运动员在助滑阶段受到的升力越大;运动员在助滑阶段除了保持较小躯干攻角,也可以通过降低躯干高度、髋关节内收角度等方法进一步降低在助滑加速阶段受到的空气阻力;此外,以最大升阻比姿态完成助滑阶段并不能获得最大的出台起跳速度。结论：通过调整助滑姿态能够获得更高出台起跳速度的主要原因是空气阻力的减小,并且系统受到的升力大小较之于重力大小等因素存在数量级差异。因此,相较于增加空气升力,在助滑阶段运动员姿态优化的首要目的应该是减小空气阻力。实践中应该通过调整躯干、肢体姿态对助滑...