基于风洞试验的奥运会RS:X级帆板摇帆推进特性研究
2021-06-02蔺世杰郑伟涛
蔺世杰,郑伟涛,马 勇*
(1.西北工业大学 体育部 翼型叶栅空气动力学国家级重点实验室,陕西 西安 710072;2.武汉体育学院 国家体育总局体育工程重点实验室,湖北 武汉 430079)
帆翼是无机械动力帆板的主要动力源,其空气动力性能好坏直接影响帆翼的推进效能,进而影响帆板的航行速度与操纵性能(贺阳映 等,2021;雷晓珊 等,2019a)。Neil Pryde RS:X级别帆板是奥林匹克运动会、世界锦标赛中帆船重要比赛项目之一。在科技助力奥运的背景下,帆船帆板器材流体动力性能的系列研究促进了该项目运动成绩的提高(蔺世杰等,2017;张志勇等,2021;郑伟涛等,2008),为中国帆船帆板项目奥运会首枚金牌(2008年奥运会金牌)的突破提供了科学指导(殷剑,2012)。帆板帆翼气动特性的基础研究可为进一步改良运动员训练强度、强化摇帆技术、优化比赛战术等提供思路(雷晓珊 等,2019b;Ma et al.,2016),综合提高运动员摇帆控板的竞技能力。
关于运动帆翼空气动力性能的研究主要有试验研究、理论分析和数值模拟3种。其中,试验研究是气动机理分析、运动客观规律总结与数值验证的重要手段。由于条件和测量设备有限,风洞试验最初研究均匀来流时风速和攻角对帆翼截面、帆翼模型气动性能的影响(Flay,1996;Wilkinson,1989)。“美洲杯”帆船赛的不断发展促进了运动帆翼系列试验的开展(Lasher et al.,2005;Viola et al.,2009,2010,2011;Yoo et al.,2006)。运动帆船帆翼模型试验主要围绕帆翼间距、拱度、风向角、攻角、扣角、展弦比等参数对帆翼空气动力性能影响进行研究(马勇 等,2016;Masuyama et al.,2020)。同时,随着试验方法与试验条件的不断进步,试验也从模型试验向实船试验发展。……
