CAE技術鑄就鯊魚皮

CAE技術鑄就鯊魚皮作者：王恩青2008年8月17日，北京奧運會游泳比賽項目在“水立方”落下帷幕，9天內，我們見證了19項新的世界紀錄和7項新的奧運會紀錄的誕生，見證了泳壇巨星菲爾普斯身著“鯊魚皮”泳衣勇奪8金的奧運傳奇……“鯊魚皮”在水立方掀起了奪金狂潮！奧運競技場上的勝負或許只是0.01秒的差距，但這個差距足以改寫奧林匹克歷史。CAE技術恰恰可以幫助設計者創(chuàng)造奇跡。水的阻力是運動員提高游泳速度的最大障礙，它的流動方式是決定泳速的關鍵因素，因此降低水的阻力自然成為幫助游泳運動員提高成績的最有效途徑，它同時也是最具難度的一項工作。而應用CAE仿真技術的“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技術恰好可以幫助研究人員獲取關于泳衣表面和形體阻力的理想方案。運動員要求理想的泳衣實現(xiàn)水中運動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）,從而使運動員在水中盡可能地產(chǎn)生減少阻力的流體動力。在泳衣的設計過程中，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多位運動員和頂尖游泳健兒進行了連續(xù)掃描分析，運動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)，精確定位運動員在水中身體的高磨擦區(qū)，通過CAE技術尋找游泳運動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行設計。運動員最大阻力位置當應用CAE技術的時候，計算機能夠預測運動員身體周圍每處水的速度、應力以及壓力。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行改進。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技術還可以幫助研究人員考察更多的極端情況。例如，運用CAE技術，可以針對不同人的體型與身高執(zhí)行不同的泳衣設計方案。由于運動員的技術水平、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”才能使他們的技術水平發(fā)揮到極致。然而，使用CAE來設計泳衣的難度遠超過使用它來設計其他產(chǎn)品。因為研究人員不僅需要考慮空氣和流體動力學，還要考慮身體周圍水泡的流動，考慮肌肉運動和呼吸等生物功能“鯊魚皮”第一次使這項技術應用于泳衣設計并獲得了巨大的成功，成為當之無愧的最高科技的結晶，同時也向人們揭示了CAE技術的巨大力量。圣火點燃了CAE,而CAE照亮了奧運?！磅忯~皮