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题名滑雪板夹角对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响
被引量：16
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作者
胡齐
陈骐
张文毅
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机构
国家体育总局体育科学研究所
北京体育大学
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出处
《体育科学》
CSSCI
北大核心
2018年第7期42-49,共8页
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基金
国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费资助项目(18-29)
中央高校基本科研业务费专项资金资助课题(2018RC016)
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文摘
目的:分析研究滑雪板夹角对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:建立精细化三维几何模型与网格模型,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型对气动特性进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟,获取不同滑雪板夹角下(24°、28°、32°、36°和40°)力和力矩、压力分布以及流场形态。结果:1)总升力与总阻力、升力系数与阻力系数、总力矩与滑雪板力矩均随滑雪板夹角增大先减小后增大最后小幅减小,但总升阻比基本保持不变,总体呈略微下降趋势;2)滑雪板升力随滑雪板夹角增大呈现单调递增的趋势,而滑雪板阻力随滑雪板夹角增大先减小后增大;3)滑雪板正面压力分布规律基本相同且比较均匀,而滑雪板背面下半部分压力随滑雪板夹角变化比较明显;4)运动员身后以及滑雪板身后的流场形态主要以回流涡形式出现,滑雪板背面回流涡结构明显比运动员身后复杂得多,而且回流涡强度也明显大得多。结论:1)滑雪板夹角变化对总升阻比影响很小,但对总升力、总阻力、升力系数以及阻力系数产生一定影响,同时对运动员气动特性也产生一定影响。2)滑雪板气动特性在运动员/滑雪板整体系统中起着更为重要作用,不仅要关注运动员身体姿态,而且应更加关注滑雪板姿态;3)总力矩大小和滑雪板力矩大小随滑雪板夹角变化趋势一致,而且滑雪板力矩在总力矩中始终占据主导地位,选取合适的滑雪板夹角对飞行阶段稳定性至关重要,建议优选的滑雪板夹角范围为24°~32°。
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关键词
气动特性
跳台滑雪飞行阶段
滑雪板夹角
计算流体力学
V型
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Keywords
aerodynamic characteristics
flight phase in ski-jumping
ski opening angle
computational fluid dynamics
V-style
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分类号
G804.6
[文化科学—运动人体科学]
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题名环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响
被引量：15
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作者
胡齐
刘宇
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机构
国家体育总局体育科学研究所
上海体育学院运动科学学院
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出处
《体育科学》
CSSCI
北大核心
2020年第3期54-63,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(11802068)
国家重点研发计划项目(2019YFF0302000)
国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费资助项目(基本19-06)。
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文摘
目的:探讨环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响。方法:通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法数值模拟预测了不同环境风下跳台滑雪空中飞行空气动力学特性,并探究了水平方向环境风、竖直方向环境风以及侧向环境风对气动特性的影响。将跳台滑雪运动员与滑雪板看成一个多体系统,建立在空中飞行某一种普遍姿态下此多体系统的精细化三维几何模型与网格模型,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型进行数值模拟,提取多体系统的受力及力矩情况,直观地显示多体系统周围的流场信息。数值预测涉及的水平方向风风速包括-4 m/s、-2.5 m/s、-1 m/s、0 m/s、1 m/s、2.5 m/s、4 m/s等工况;竖直方向风风速包括-8 m/s、-4 m/s、-2.5 m/s、-1 m/s、0 m/s、1 m/s、2.5 m/s、4 m/s、8 m/s等工况;侧向风风速包括1.5 m/s、3.0 m/s、4.5 m/s、7.5 m/s、10.5 m/s、13.5 m/s等工况。结果:1)水平方向环境风下多体系统升力、阻力以及俯仰力矩变化明显,与风速呈现近似线性关系,同时水平逆风情况下力学特性数值结果的增长速度大于水平顺风情况下力学特性数值结果的减小速度;2)在竖直方向风速较小时(小于2.5 m/s),升力、阻力以及俯仰力矩增加缓慢,在竖直方向风速较大时(大于4 m/s),升力、阻力以及俯仰力矩开始相对快速增加,同时,竖直向上环境风使得升力、阻力、俯仰力矩增大,竖直向下环境风使得升力、阻力以及俯仰力矩减小,而且竖直向上环境风情况下增长幅度明显小于竖直向下环境风情况下减少幅度;3)侧向环境风产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,同时,侧向环境风对运动员的升力、阻力以及俯仰力矩产生影响。在风速较小(小于3 m/s)时,这些力和力矩很小,在风速较大(大于4.5 m/s)时,比较明显。结论:1)水平方向环境风对跳台滑雪空中飞行气动特性的影响非常明显,�
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关键词
气动特性
跳台滑雪空中飞行
环境风
计算流体力学
飞行稳定性
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Keywords
aerodynamic characteristics
flight phase in ski-jumping
wind
computational fluid dynamics
flight stability
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分类号
G804.6
[文化科学—运动人体科学]
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题名姿态不对称对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响
被引量：8
- 3
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作者
胡齐
刘宇
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机构
国家体育总局体育科学研究所
上海体育学院运动科学学院
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出处
《体育科学》
CSSCI
北大核心
2020年第10期41-49,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(11802068)
国家重点研发计划项目(2018YFF0300500)
国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费资助项目(基本19-06)。
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文摘
目的:探讨姿态不对称(包括偏航旋转与翻滚旋转)对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响。方法:将跳台滑雪运动员与滑雪板作为一个多体系统,采用部分时均(partially averaged Navier-Stokes,PANS)湍流模型并通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法数值模拟预测了多体系统姿态不对称情况下跳台滑雪飞行阶段空气动力学特性。偏航旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°,翻滚旋转角计算工况包括2.5°、5.0°、7.5°、10.0°、12.5°和15.0°。结果:1)受偏航旋转影响或翻滚旋转影响,多体系统明显产生偏航力、偏航力矩、翻滚力矩,且数值均呈现单调增大趋势;2)偏航旋转或翻滚旋转均对多体系统的升力、阻力以及俯仰力矩产生较大影响,当偏航旋转角为15.0°时,多体系统总升力减小10.14 N,总阻力增大36.71 N,总升阻比减小0.439,俯仰力矩数值增大2.59 N·m;当翻滚旋转角为15.0°时,多体系统总升力减小51.82 N,总阻力减小11.89 N,总升阻比减小0.204,俯仰力矩数值减小19.51 N·m。结论:1)翻滚旋转的不利影响普遍显著于偏航旋转的不利影响;2)多体系统存在偏航自稳定与翻滚自稳定现象,同时为侧向风环境下跳台滑雪飞行稳定性控制提供一种可能的解决方案,即通过采取适当的偏航旋转角或(与)翻滚旋转角来大部分抵消甚至消除侧向风的不利影响;3)姿态不对称对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响机理能够为比赛临场预判与决策提供有效的辅助支持。
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关键词
气动特性
跳台滑雪飞行阶段
偏航旋转
翻滚旋转
计算流体力学
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Keywords
aerodynamic characteristics
flight phase in ski jumping
yaw rotation
roll rotation
computational fluid dynamics
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分类号
G863.12
[文化科学—体育训练]
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题名基于单目视频的跳台滑雪飞行阶段数据提取方法
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作者
沈梓祎
杨猛
杨超
唐伟棣
伍勰
刘宇
盛斌
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机构
北京林业大学信息学院
国家林业草原林业智能信息处理工程技术研究中心
上海体育学院
上海交通大学计算机科学与工程系
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出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2035-2044,共10页
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基金
国家重点研发计划(2019YFC1521104)。
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文摘
针对跳台滑雪运动难度系数高,穿戴式传感器等入侵式设备易发生危险且价格昂贵而导致该运动数据提取困难的问题,提出了一种基于单目视频的跳台滑雪飞行阶段的数据提取方法。针对单目视频存在畸变和画面背景杂乱的问题进行预处理,通过标定相机参数对拍摄画面进行畸变矫正,并使用帧间差分法去除背景;利用OpenPose人体姿态识别库对运动员的关节位置进行初步识别,得到每一帧各个关节点的二维像素坐标;结合跳台滑雪运动员的姿态特性,针对识别出现误差的关节点,提出一种迭代拟合算法对其进行修正;根据修正后的关节点对运动员的运动特征进行提取与计算,并应用生成的人体模型与视频中运动员姿态进行动作比对。实验结果表明,迭代拟合算法提高了关节点识别准确率和识别精度,且修正关节点后生成的SMPL(skinned multiperson linear)三维人体模型更加贴合实际,证明了该算法对关节点修正的有效性。
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关键词
跳台滑雪飞行阶段
人体关节点检测
坐标修正
二维轨迹提取
三维人体模型对比
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Keywords
flight phase of ski jumping
human joint point detection
coordinate correction
2D track extraction
comparison of 3D human body model
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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