CAE技術(shù)鑄就鯊魚皮

CAE技術(shù)鑄就鯊魚皮作者：王恩青2008年8月17日，北京奧運(yùn)會游泳比賽項(xiàng)目在“水立方”落下帷幕，9天內(nèi)，我們見證了19項(xiàng)新的世界紀(jì)錄和7項(xiàng)新的奧運(yùn)會紀(jì)錄的誕生，見證了泳壇巨星菲爾普斯身著“鯊魚皮”泳衣勇奪8金的奧運(yùn)傳奇……“鯊魚皮”在水立方掀起了奪金狂潮！奧運(yùn)競技場上的勝負(fù)或許只是0.01秒的差距，但這個(gè)差距足以改寫奧林匹克歷史。CAE技術(shù)恰恰可以幫助設(shè)計(jì)者創(chuàng)造奇跡。水的阻力是運(yùn)動(dòng)員提高游泳速度的最大障礙，它的流動(dòng)方式是決定泳速的關(guān)鍵因素，因此降低水的阻力自然成為幫助游泳運(yùn)動(dòng)員提高成績的最有效途徑，它同時(shí)也是最具難度的一項(xiàng)工作。而應(yīng)用CAE仿真技術(shù)的“鯊魚皮”泳衣卻令人難以置信地比普通Lycra泳衣的阻力低38%!在游泳比賽中看上去哪怕是0.01秒的突破都難以企及的情況下，38%將意味著什么？“鯊魚皮”泳衣性能CAE技術(shù)恰好可以幫助研究人員獲取關(guān)于泳衣表面和形體阻力的理想方案。運(yùn)動(dòng)員要求理想的泳衣實(shí)現(xiàn)水中運(yùn)動(dòng)過程盡可能平滑和不受到干擾，因此經(jīng)CAE軟件Fluent數(shù)值分析,研究人員能夠得到泳衣各部位的阻力特性，并在高阻力區(qū)域布置LzrPanels（低磨擦材料）,從而使運(yùn)動(dòng)員在水中盡可能地產(chǎn)生減少阻力的流體動(dòng)力。在泳衣的設(shè)計(jì)過程中，為了能夠在泳衣中找到合適的部位放置LzrPanels（低磨擦材料），研究人員對400多位運(yùn)動(dòng)員和頂尖游泳健兒進(jìn)行了連續(xù)掃描分析，運(yùn)動(dòng)員都采用了手在頭上部的滑行姿勢，游泳比賽中，30%的賽程使用的會是這種姿勢，因此，通過降低該姿勢下的阻力可以提高泳衣的整體性能。隨后，研究人員使用Fluent軟件分析的仿真數(shù)據(jù)，精確定位運(yùn)動(dòng)員在水中身體的高磨擦區(qū)，通過CAE技術(shù)尋找游泳運(yùn)動(dòng)員在水中身體最大阻力的位置，然后在該部位采用低磨擦材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)員最大阻力位置當(dāng)應(yīng)用CAE技術(shù)的時(shí)候，計(jì)算機(jī)能夠預(yù)測運(yùn)動(dòng)員身體周圍每處水的速度、應(yīng)力以及壓力。阻力高的區(qū)域用紅色顯示，以此表明泳衣上哪些部分需要進(jìn)行改進(jìn)。例如，從分析圖中可以明顯看到胸部的阻力比較大，在這些高阻力的區(qū)域就可以安置LzrPanels。此外，CAE技術(shù)還可以幫助研究人員考察更多的極端情況。例如，運(yùn)用CAE技術(shù)，可以針對不同人的體型與身高執(zhí)行不同的泳衣設(shè)計(jì)方案。由于運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)水平、體型特征等條件都各不相同，所以也只有量身定制的“鯊魚皮”才能使他們的技術(shù)水平發(fā)揮到極致。然而，使用CAE來設(shè)計(jì)泳衣的難度遠(yuǎn)超過使用它來設(shè)計(jì)其他產(chǎn)品。因?yàn)檠芯咳藛T不僅需要考慮空氣和流體動(dòng)力學(xué)，還要考慮身體周圍水泡的流動(dòng)，考慮肌肉運(yùn)動(dòng)和呼吸等生物功能“鯊魚皮”第一次使這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于泳衣設(shè)計(jì)并獲得了巨大的成功，成為當(dāng)之無愧的最高科技的結(jié)晶，同時(shí)也向人們揭示了CAE技術(shù)的巨大力量。圣火點(diǎn)燃了CAE,而CAE照亮了奧運(yùn)?！磅忯~皮