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破风而行！航华致敬奥运自行车选手

2021-08-04 08:37

二维码 1534

8月2日，我国自行车选手一骑绝尘，拿下本届奥运第28金！我们为中国自行车运动水平的快速进步而自豪。自行车运动对运动员体能要求很高。运动员，尤其是领骑手，在高速骑行过程中受到很大的空气阻力。本文利用烟线流场可视化方法展现风洞中运动员模型周围流场。让我们一起学习流动，一起为健儿喝彩！

本次实验将拍摄单个及两个运动员模型的流场图象。我们将分别在垂直和平行于“地面” （风洞底板）多个平面内施加烟流。这些图像将展示“破风手”如何为其他运动员创造一个低阻环境。

单人：

上面两幅图是单个运动员模型流场图像。发烟金属丝垂直于“地面”放置，并与运动员模型中线齐平。图中可见烟线在运动员前方偏转，绕过运动员，并在其下游形成大尺度旋涡。运动员头部后方的迹线发生偏转，其曲率与运动员后背的负压有关：压强越低，曲率越大。换言之：曲率越大，代表运动员受到的阻力越大。

双人：

下图为两位运动员在不同距离时（1/4车轮径与1个车轮径）的可视化图像。在破风手的阻挡下，后方运动员将承受更小的空气阻力。需要注意的是：与独自骑行相比，破风手头部下游烟线曲率略微变得平缓，说明在跟骑运动员的帮助下，破风手受到的阻力也会有所下降。有研究表明：有1名跟骑选手时，破风手阻力可减少约2%[1]。