標(biāo)槍的氣動力性能及飛行遠(yuǎn)度的計算機(jī)模擬.pdf

1、擲標(biāo)槍運動是田徑項目中技術(shù)較為復(fù)雜的項目之一，為提高擲標(biāo)槍的競技水平，國內(nèi)外的學(xué)者對此做了一些工作，主要研究了擲標(biāo)槍的個人投擲技術(shù)分析、標(biāo)槍的運動訓(xùn)練方法，但對標(biāo)槍的實驗空氣動力學(xué)特性和計算機(jī)仿真等方面研究較少，達(dá)不到理論指導(dǎo)訓(xùn)練的目的。尤其是標(biāo)槍出手的初始條件組合對其飛行遠(yuǎn)度影響的研究，還未達(dá)到一致的結(jié)論，需要進(jìn)行深入的研究。因此，本文主要通過計算機(jī)模擬的手段對標(biāo)槍的風(fēng)洞試驗以及在理想空氣場中標(biāo)槍的飛行進(jìn)行了研究。得到以下結(jié)論：

2、>　　 ⑴運用商用CFD軟件FLUENT模擬了標(biāo)槍在理想空氣場中三維風(fēng)洞試驗，給出了標(biāo)槍在攻角為-30°—30°范圍內(nèi)每隔5°時的升力系數(shù)、阻力系數(shù)及力矩系數(shù)，并針對風(fēng)洞洞壁干擾進(jìn)行了修正，得到了修正后的氣動力。分析其結(jié)果，得到了標(biāo)槍在出手時的最佳攻角為15°。通過對fluent后處理結(jié)果分析，得到了標(biāo)槍在風(fēng)載下壓強(qiáng)分布特性。結(jié)果表明標(biāo)槍把手和槍頭結(jié)合處是影響標(biāo)槍氣動力特性的關(guān)鍵部位。
　　 ⑵應(yīng)用FLUENT的二次開發(fā)功能，

3、對標(biāo)槍的飛行進(jìn)行了六自由度(6 DOF)的模擬，得到了在各種因素下的標(biāo)槍投擲遠(yuǎn)度，并對它們進(jìn)行了分析。模擬結(jié)果表明：①初速度與標(biāo)槍的飛行遠(yuǎn)度基本上呈線性關(guān)系；出手高度對成績影響不大。②標(biāo)槍的出手角度在0°—42°時，隨著出手角度的增加，標(biāo)槍的飛行遠(yuǎn)度線性增加，超過42°以后，其射程略有減小。因此，標(biāo)槍的最佳出手角度為42°；③初始俯仰角速度小于0 rad/s時標(biāo)槍飛行的遠(yuǎn)度要更遠(yuǎn)一些。最佳初始俯仰角速度大約在-0.17rad/s — 0