帆船的运动模式及起航探究

帆船运动是一项非常具有挑战性和观赏性的水上运动项目,在20世纪初正式被列入奥运会比赛项目,帆船运动对于锻炼人的意志,增强人的体质方面得到了充分的认可。纵观我国现阶段的帆船运动发展情况,无论是在人们认知的范围上,还是在帆船运动的比赛技巧上,都还没有形成完整的体系。本文首先分析了帆船的结构和各部分的功能,其次解释了帆船的运动原理,最后对起航的流程和注意事项提出了几点建议,期望对读者提供一定的借鉴作用。     

基于数值模拟的运动双人帆船船体与稳向板操控优化

470级帆船是奥运会双人操控的帆船级别,为了优化船体与稳向板操控策略,利用数值模拟方法开展了470级帆船船体与稳向板相互影响时船体系统的水动力性能特性研究,得到了阻力随航速(2 m/s、4 m/s、6 m/s、8 m/s、10 m/s)变化的规律,数值模拟控制方程为RANS方程和连续方程,模拟中采用RNG eke-湍流模型。研究发现:稳向板和船体水动力会相互影响,两者配合时阻力特性相比单独时发生改变;不同航速下对水动力影响程度不相同,在较低航速时,稳向板对船体阻力影响程度较明显;航速越高船体对稳向板的阻力影响程度越大。因此,稳向板对470级帆船船体阻力的影响不可忽略;由于470级帆船是双人操控,在比赛过程中运动员可以根据实际需要适当调节稳向板,减小船体总阻力从而改变船体的航速,提高比赛成绩。     

基于STAR-CCM+的帆板帆翼空气动力性能数值模拟

利用计算流体力学软件STAR-CCM+对奥运会比赛用帆板及帆船帆翼的空气动力性能进行了数值模拟,得到了不同攻角下的帆翼在粘性流场下的数值模拟结果和相应的升力系数及阻力系数。对不同攻角下的升力系数和阻力系数计算结果与实验结果进行了对比,通过比较可以看出利用STAR-CCM+软件能够快速有效地预报帆翼空气动力性能和流场。     

FQX—1型帆船(板)帆气动力测试系统的研制

该系统选定弹簧悬挂的浮力平台测力系统,通过在自然风场下对整装帆船(板)的实帆试验,由计算机输出风向、风速、帆力、风压中心、攻角和帆角。它亦可兼作模拟训练器用。系统功能实现后,不仅可检测帆的有关性能参数和比较帆型的稳定性能,而且能通过运动员的实帆操作训练,贯彻教案,较实际地解决教与学的问题。     

来流处理方式对帆船帆翼空气动力数值模拟结果的影响

测试来流不变、帆翼不变方式下帆船帆翼数值模拟结果的差异性。结果显示:不同攻角下帆翼不变方式和来流不变方式得到的阻力系数均与实验值相差不大,但帆翼不变方式得到升力系数与实验值相差很大,来流不变方式得到的升力系数与实验值误差较小。考虑帆船帆翼空气动力性能数值模拟时攻角在0～180°范围内变化的特殊性,在帆翼空气动力性能数值模拟中,采用来流不变方式,模拟不同攻角帆翼流场时,将帆翼转动,重新进行网格划分。     

湍流模型在帆船项目帆翼空气动力性能计算的适用性研究

随着计算机技术的迅速发展,数值模拟已成为帆船帆翼空气动力性能研究的重要工具。利用数值模拟,可实现在较短的时间以内完成多种设计方案的模拟计算,得到帆翼升力、阻力系数等空气动力学特性,为帆船比赛过程中运动员调帆提供技术指导。通过讨论5种湍流模型(S-A模型、standard模型、RNG模型、Realizable模型、SST模型)对于帆翼空气动力性能计算结果的影响,根据与试验结果比较分析,确定了帆翼数值模拟采用Realizable模型。研究结果为下一步数值模拟帆船帆翼空气动力性能打下了基础。     

核心力量训练对重型龙骨式帆船运动员水平发挥的研究

依据核心力量训练的要素,紧密结合核心力量与重型龙骨式帆船主、前帆手动作技术的内在联系,针对核心力量在该项目训练中所发挥的作用进行研究和效果分析。     

冷藏箱数值模拟的研究

冷藏箱箱体内温度场与流场的分布均匀性与箱体的结构有着密切的关系,数值计算方法能够为冷藏箱结构优化提供一种省时省力的重要工具。近年来,随着计算机技术的快速发展,计算流体软件CFD越来越多的应用于冷藏箱的结构优化中。本文介绍了指出了冷藏箱研发以及使用当中遇到的一些问题,并介绍了国内外研究人员使用CFD优化箱体结构的经验。     

我国男子单人皮艇200 m选手起航阶段平衡技术比较研究

运用SIMI Motion 7.50运动分析系统,对2010年皮划艇(静水)春季冠军赛(上海)决赛阶段的男子单人皮艇200m(MK1-200m)决赛A、B、c组第4道3位选手的平衡情况进行分析,讨论优秀男子皮艇选手起航阶段的平衡特征.结果表明:选手出发前左右肩关节的晃动明显,幅度大,稳定性差,左右髋关节晃动程度低,稳定性好.晃动主要集中在上半身,选手在出发前维持身体平衡主要是靠肩关节、手臂的配合来完成的.选手在出发前的平衡情况直接影响到选手的最终比赛成绩,良好的出发前平衡状态有利于参赛选手的比赛发挥,建议针对肩关节以及整个上半身做平衡的专门训练,提高选手协凋配合能力,改善起航阶段平衡状况,提高比赛成绩,创出佳绩.     

2008年奥运会我国帆船帆板项目的备战策略

通过对我国帆船帆板参加过的历届奥运会比赛成绩分析,阐述女子帆板项目是我国帆船帆板项目中的历史强项,并有望在2008年北京奥运会上实现金牌零的突破,提出该项目实现突破所采取的对策。     

运动性疲劳对跑运动学与下肢肌电的影响

目的:通过对人体跑至疲劳过程中的运动学与下肢表面肌电图变化特征进行分析,为更好地认识疲劳对人体运动动作的影响提供参考。方法:选取8名男性受试者在跑台上进行12km/h恒速度跑至疲劳,对3个阶段运动学参数及表面肌电时频指标进行单因素方差分析。结果:跑至疲劳的3个阶段,1)单步步长和步频均存在显著性差异(P<0.05),右脚至左脚步长减小(均值为1.68m、1.65m、1.65m),步频增加(均值为2.77步/s、2.84步/s、2.87步/s),而左脚至右脚步长增加(均值为1.61m、1.64m、1.64m),步频减小(均值为2.88步/s、2.84步/s、2.78步/s);2)躯干倾斜、扭转幅度显著增加(P<0.05),髋、膝关节角度出现规律性变化(P<0.05),踝关节角度变化无统计学意义(P>0.05);3)下肢肌积分肌电总体呈上升趋势,不同肌肉平均功率频率指标变化趋势并不一致。结论:中等强度恒速跑至疲劳过程中,随着疲劳的产生与发展:1)从左脚至右脚单步步长增加、步频减慢,而从右脚至左脚出现相反的变化规律,躯干扭转幅度变大,后仰增加,"坐姿"跑成为必然趋势;2)除腓肠肌外,下肢肌肉的积分肌电逐渐增加,平均功率频率呈下降趋势,但左右侧变化的时间段和幅度不完全一致。     

短跑运动员途中跑支撑期摆动腿作用的运动学相关分析

为研究短跑运动员途中跑支撑阶段摆动腿对跑速的影响 ,采用高速摄影及影片解析、数理统计等方法 ,对我国短跑运动员途中跑支撑期摆动腿运动学特征等指标与身体重心速度、专项成绩之间的关系进行分析。结果表明 :途中跑中摆动腿最大摆动速度和平均摆动速度与支撑腿支撑时间显著相关 ,摆动腿的平均摆动速度与后蹬时间之间明显相关 ;摆动腿的摆动角速度与身体重心水平速度及垂直速度密切相关 ;支撑腿和摆动腿的角速度变化量与离地瞬间身体重心水平速度密切相关。提示 :加快摆动腿的摆动速度能有效提高缓冲和蹬伸速度 ,缩短支撑时间 ,提高途中跑的步频 ;摆动腿的摆动速度对加快身体重心水平速度有显著影响 ;加强和提高途中跑摆动腿的运动效果 ,提高短跑运动员下肢摆动工作肌群的力量。     

基于单向流固耦合的不同风速下帆板帆翼空气动力性能仿真

目的：探究不同风速对帆板帆翼结构以及周围流场的影响。方法：以奥运女子级别的Neil Pryde RS：X帆板帆翼为研究对象，考虑空气动力与结构的流固耦合效应，利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析。结果：Realizable模型适合计算帆翼周围的流场湍流度，在风速为2m/s时帆翼升阻比最大；随着风速的增大，帆翼面发生变形和振动会导致风激振现象、背风面产生明显的涡脱现象，且帆翼表面应力区增大，全帆的应变逐步增加。结论：不同风速下的帆翼迎风面和背风面的压力分布、帆翼整体空气动力有一定差异，运动员比赛中应该根据当时风况调整帆翼参数。     

基于单向流固耦合的不同风速下帆板帆翼空气动力性能仿真

目的：探究不同风速对帆板帆翼结构以及周围流场的影响。方法：以奥运女子级别的Neil Pryde RS：X帆板帆翼为研究对象,考虑空气动力与结构的流固耦合效应,利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析。结果：Realizable模型适合计算帆翼周围的流场湍流度,在风速为2m/s时帆翼升阻比最大;随着风速的增大,帆翼面发生变形和振动会导致风激振现象、背风面产生明显的涡脱现象,且帆翼表面应力区增大,全帆的应变逐步增加。结论：不同风速下的帆翼迎风面和背风面的压力分布、帆翼整体空气动力有一定差异,运动员比赛中应该根据当时风况调整帆翼参数。     

不同形式振动训练中下肢肌群的神经肌肉激活特征

探讨半蹲姿势下,垂直振动和多维振动刺激所引起的下肢不同肌群的神经肌肉激活特征.结果表明.两种振动刺激均能诱发激活更多的运动单位参与募集,增加肌肉的EMGrms值.但多维组合振动改变同群肌肉内和前后肌群间的支配比例关系,为科学运用振动训缘法提供理论依据.     

男子110m高栏跨栏步摆动腿的技术特点

跨栏步是跨栏跑的关键技术,在跨栏步中,其摆动腿动作正确与否将直接影响跨栏步动作质量。本文依据跨栏步中摆动腿动作应遵循的生物力学原理,借鉴世界优秀跨栏运动员的摆动腿技术动作加以分析研究。在此基础上,对摆动腿技术动作进行了描述和概括,提出了摆动腿在整个跨栏步中合理性、经济性、实效性的动作规格。