Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Ny forskning kan føre til en anden strategi for cykelhold i flugtforsøg

Luftmodstanden for hver af de 121 ryttere i et cykelpeloton, som en procentdel af luftmodstanden hos en rytter, der kører alene. Kredit:Elsevier

Midt i en peloton, racercyklister oplever kun fem til ti procent af den luftmodstand, de møder, når de cykler alene. En ny undersøgelse, offentliggjort i Journal of Wind Engineering &Industrial Aerodynamics , baseret på vindtunnelundersøgelser om et peloton på 121 cyklister kan forklare, hvorfor så få 'udbrud' i professionelle cykelløb, ligesom årets Tour de France, har succes.

"Det viser sig, at de nuværende beregningsmodeller, der bruges af nogle racehold til at bestemme det bedste tidspunkt at flygte, er baseret på de forkerte antagelser, "forklarer hovedforfatter professor Bert Blocken ved Eindhoven University of Technology &KU Leuven." Måske vil disse nye resultater føre til mere vellykkede flugter og delvis forklare, hvorfor så få flugt lykkes, og hvorfor pelotonen ofte trækker i de ryttere, der undslipper, "Dr. Blocken tilføjet.

Det er velkendt, at man midt i et cykelpeloton kører 'ud af vinden' og derfor oplever mindre luftmodstand. Hvor meget mindre er aldrig blevet undersøgt grundigt. Fra tidligere forskning med mindre grupper af ryttere, estimater er blevet foretaget på 50 til 70 procent af luftmodstanden opleves i forhold til individuelle ryttere. Professionelle cyklister dog foreslå, at du i en peloton 'nogle gange næsten ikke behøver at trampe', som forudsætter, at luftmodstanden skal være meget lavere.

Forskergruppen, ledet af Dr. Blocken systematisk diagram, for første gang, luftmodstanden for hver rytter i en cykel peloton på 121 ryttere. Resultaterne viste, at i midten og på bagsiden af ​​pelotonet er trækket omkring fem til syv procent af, hvad en enkelt rytter oplever. "Sagt på en anden måde:det er som om en rytter cykler i 12 til 15 km/t i en peloton, der kører i hast med 54 km/t, "Tilføjede Dr. Blocken." Derfor føles det som om, at ryttere bruger så lidt energi på bagsiden. "Ryttere kan nu bruge disse data til at se, hvad det bedste sted er i et peloton.

Men Dr. Blocken advarede om, at "dette ikke betyder, at en fritidscyklist kan cykle sammen med den professionelle peloton. Dette kan være muligt i en kort afstand med en lige vej på fladt terræn, men så snart bøjninger tages, harmonikaeffekten sætter ind, og pelotonet strækker sig ud, får modstanden til at blive meget højere. "

Undersøgelsen er en kombination af computersimuleringer og vindtunnelmålinger (inklusive et komplet peloton på 121 modeller), hvilket uafhængigt gav de samme resultater. Forskere undersøgte to pelotoner på 121 ryttere, hvor afstanden mellem rækkerne afviger en smule. Computersimuleringer beløb sig til 3 milliarder celler - en verdensrekord for en sportsapplikation - og krævede CRAYs amerikanske supercomputere og titusinder af softwarelicenser fra virksomheden ANSYS. Simuleringer skulle køre i 54 timer til beregning af et peloton, med i alt 49 terabyte arbejdshukommelse.

"Helt i ryggen, luftmodstanden er meget lav, men der er mindre mulighed for at reagere på angreb, og chancerne øges kraftigt for at blive fanget i et nedbrud, "siger Dr. Blocken." Så for klassifikationsryttere eller sprintere, den bedste placering er i række seks, syv eller otte:der er du tilstrækkeligt afskærmet af andre ryttere, og du er tæt nok foran. "

Undersøgelsen betragtede også et peloton med et regelmæssigt arrangement af ryttere, for at gøre det muligt at drage klare konklusioner. Cyklisterne var statiske, ikke pedalere og ikke bevæge sig fra en position til en anden i pelotonen. Der var ikke noget stærkt hoved, hale- eller sidevind. Kun aerodynamisk modstand blev overvejet. Virkningerne af disse begrænsninger vil blive undersøgt i opfølgende undersøgelser af forskerne.

Varme artikler