Search
Close this search box.

محاكاة الديناميكا الهوائية لظاهرة الديناميكا الهوائية لفوج من راكبي الدراجات الهوائية

تأثير الاختلافات في وضعية المتسابقين على التفاعلات الديناميكية الهوائية في السباق

يتأثر أداء راكبي الدراجات في سباق الدراجات إلى حد كبير بديناميكيات السوائل التي تتطور حولهم.
في السباقات، يقوم راكبو الدراجات بتشكيل مجموعات مدمجة للاستفادة منتأثير الشفط وتقليل مقاومة الهواء، مما قد يحسن بشكل كبير من كفاءة الطاقة والأداء العام.
هذا التأثير حاسم بشكل خاص في المنافسات عالية المستوى، حيث يمكن أن يعني أقل توفير في الطاقة الفرق بين النصر والهزيمة.

الملف الفني
مواصلة التصفح :
جدول المحتويات
آخر أخبارنا :
مشاريع مراكز البيانات لدينا: الهواء والرياح
مجالات خبرتنا :
الملفات الفنية :
اكتشف المزيد عن CFD :

نمذجة CFD للتفاعلات الديناميكية الهوائية في مجموعة من العدائين

يتأثر أداء راكبي الدراجات في سباق الدراجات الهوائية إلى حد كبير بديناميكيات السوائل التي تتطور حولهم.

في السباقات، يقوم راكبو الدراجات بتشكيل مجموعات مدمجة للاستفادة منتأثير الشفط وتقليل مقاومة الهواء، مما قد يحسن بشكل كبير من كفاءة الطاقة والأداء العام.
هذا التأثير حاسم بشكل خاص في المنافسات عالية المستوى، حيث يمكن أن يعني أقل توفير في الطاقة الفرق بين النصر والهزيمة.

Simulation CFD illustrant les phénomènes aérodynamiques autour d'un peloton de cyclistes, mettant en évidence les zones de traînée et les flux d'air.
الحقل الحجمي للدوامة حول رتل راكبي الدراجات [دراسة للمتابعة].

يترتب على فهم ديناميكيات السوائل حول مجموعة من راكبي الدراجات آثار عملية كبيرة.
حيث تؤثر تشكيلات الرتل والمواقع النسبية لراكبي الدراجات بشكل مباشر على توزيع السحب الديناميكي الهوائي، مما يؤثر على استهلاك الطاقة الفردية.
على سبيل المثال، يواجه الدرّاجون في مقدمة الرتل عموماً مقاومة هواء أكبر، بينما يستفيد الدرّاجون في الخلف من انخفاض كبير في هذا السحب.

من خلال تحسين تشكيلات السباقات واستغلال استراتيجيات السباق القائمة على ديناميكيات السوائل، يمكن لفرق الدراجات الهوائية زيادة الكفاءة الجماعية إلى أقصى حد.
ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في السباقات المرحلية، وسباقات التجارب الزمنية للفرق وسباقات السباقات الحرجة، حيث تكون إدارة الطاقة ضرورية للحفاظ على الأداء العالي على مسافات طويلة.

ومع ذلك، وعلى الرغم من أهميتها، فإن ديناميكيات الموائع حول الدراجات الهوائية معقدة ويصعب دراستها تجريبياً بسبب العديد من المتغيرات التي تنطوي عليها مثل سرعة الرياح واتجاه الرياح ووضعية الدراج والتفاعلات الديناميكية الهوائية.

وهنا تصبح عمليات محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية ( CFD ) أداة لا تقدر بثمن.
فهي تمكّن من نمذجةهذه الظواهر وتحليلها بمزيد من الدقة والمرونة، دون قيود لوجستية وتكاليف اختبارات نفق الرياح أو الاختبارات الميدانية.

Planeventail
مستوى أفقي لسرعات راكبي الدراجات الهوائية المتمركزة في نمط مروحة [دراسة للمتابعة].

يتمثل الهدف من هذه الدراسة في الاستفادة من محاكاة التصميم الميكانيكي الهوائي لتعزيز فهمنا لديناميكيات السوائل داخل مجموعة من راكبي الدراجات.
من خلال تحليل التكوينات والوضعيات المختلفة لراكبي الدراجات، نهدف إلى تحديد التشكيلات المثلى لتقليل السحب الديناميكي الهوائي إلى أدنى حد وزيادة كفاءة الطاقة إلى أقصى حد.

منهجية محاكاة CFD للتحليل الديناميكي الهوائي لسباق الدراجات الهوائية

محاكاة CFD

لدراسة ديناميكيات الموائع حول مجموعة من راكبي الدراجات، استخدمنا محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية، وهي تقنية قوية لنمذجة تدفقات الهواء بدقة وتفصيل.
CFD هي طريقة عددية لتحليل حركات السوائل عن طريق حل المعادلات التفاضلية الجزئية.

يوفر ميزة القدرة على استكشاف التشكيلات المختلفة بسهولة وقياس القوى الأيروديناميكية الهوائية التي تمارس على كل راكب على حدة.
من خلال مقارنة هذه القوى، يمكننا تحديد أكثر الأوضاع والتشكيلات فعالية من حيث تقليل السحب.

Geomcyclistes
الهندسة التي يستخدمها الدراج على دراجته الهوائية

تُعد محاكاة CFD طريقة قوية لدراسة تدفق الهواء حول مجموعة من راكبي الدراجات الهوائية، حيث توفر القدرة علىتحليل القوى الديناميكية الهوائية بدقة.
ومع ذلك، يمكن أن تكون قيودها من حيث وقت الحساب وموارد الحوسبة مقيِّدة، خاصةً مع وجود حد أقصى للحساب أسبوعياً وعدم وجود مركز بيانات.
وللتغلب على هذه القيود، كان من الضروري التوصل إلى حلول وسط مثلتحسين معلمات المحاكاة، مثل استخدام شبكة تكيفية (مفصلة في نهاية المقال)، لتحقيق التوازن بين الدقة والكفاءة في دراساتنا.

معلمات دراسة CFD

ولضمان إجراء مقارنة دقيقة لتأثيرات القوى الأيروديناميكية الهوائية داخل وخارج السباق، قمنا بتوحيد هندسة كل متسابق في دراستنا.
وباستخدام نماذج متطابقة لكل متسابق، استبعدنا المتغيرات المتعلقة بالاختلافات الفردية، مما سمح لنا بالتركيز فقط علىتأثير الأوضاع والتشكيلات داخل السباق.

تمت دراسة تكوين السباقات التي تمت دراستها

يضمن هذا التوحيد الهندسي أن تكون الاختلافات الملحوظة في القوى الديناميكية الهوائية ناتجة حصرياً عن التفاعلات بين راكبي الدراجات وموقعهم النسبي، وبالتالي تقديم نتائج أكثر موثوقية وملاءمة لدراسة الأوضاع المواتية لتقليل السحب.

لتنفيذ المحاكاة المحاكاة لـ قافلة راكبي الدراجاتنموذج محاكاة متقدم، نموذج محاكاة نموذج محاكاة الدوامة الكبيرة على الحائط (WMLES)، تم استخدامه.
وقد استُخدم هذا
دقة عالية تتيح التقاط تفاصيل التدفقات المضطربة من خلال تكييف الدقة تلقائيًا بالقرب من الجدرانالجدران، مع مراعاة تدرجات الضغط المسؤولة عن فصل التدفقوالتي تعتبر حاسمة في التحليلات الديناميكية الهوائية.
Le
WMLES يستخدم نموذج لزوجة يسمى الدوامة المحلية المتكيفة مع الجدار (WALE)، والذي يضمن لزوجة محلية متسقة ودقة سلوك قريب من الجدران.
Cette méthode permet d’
تنقيح ديناميكيًا للمجرى مع تطور التدفق، مما يضمن دقة وثبات نمذجة دقيقة ومستقرة دقيقة ومستقرة الظواهر الديناميكية الهوائية المعقدة المحيطة بالدراجين.

لقد فحص عدد من الدراسات بالفعل ديناميكيات السوائل حول مجموعة من راكبي الدراجات، مثل مشروع بيلوتون للبروفيسور بيرت بلوكين من جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا.
ومع ذلك، غالباً ما تغفل هذه الدراسات الطبيعة غير المنتظمة لترتيب راكبي الدراجات داخل الرتل.
بعبارة أخرى، لا يتم ترتيب راكبي الدراجات بطريقة منتظمة أو ديكارتية متناسقة مع بعضها البعض.
وبالتالي، من الضروري دراسة تكوين أكثر واقعية، مع مراعاة هذا التباين في ترتيب الدراجين.

التكوين الذي تمت دراسته هو تشكيل فريق من 100 راكب دراجات مرتبة بطريقة تحاكي سباقاً حقيقياً على طريق عريض.
هذا النهج يجعل من الممكنتحليل الاختلافات في القوى الديناميكية الهوائية في ظل ظروف أقرب إلى الواقع، على عكس التشكيلات الجامدة والمصطفة، والتي ستكون أقل تمثيلاً لديناميكيات السباق.

قياس قوى السحب

المشكلات

يُعدّ قياس قوى السحب أمراً بالغ الأهمية في عالم ركوب الدراجات لأنه يسمح لنا بقياس مقاومة الهواء التي يتعيّن على كل راكب دراجة التغلب عليها أثناء ركوبه.
تُعد هذه المقاومة الديناميكية الهوائية أحد العوامل الرئيسية التي تحد من الأداء، خاصةً عند السرعات العالية.
في السباقات، يعني تقليل مقاومة الهواء توفيراً كبيراً في الطاقة، مما يمكّن راكبي الدراجات من الحفاظ على سرعات أعلى بجهد أقل، وهو أمر ضروري لتحقيق الأداء الأمثل على مسافات طويلة.

السحب الديناميكي الهوائي: كيف يؤثر الهواء على الأداء؟

السحب الأيروديناميكي الهوائي، أو مقاومة الهواء، هي قوة تحددها عدة عوامل ولها تأثير كبير على أداء راكب الدراجة.
تنتج هذه القوة منالتفاعل بين الدراج (ودراجته)والهواء الذي يتحرك حوله.
وتعتمد هذه القوة على كثافة الهواء المحيط وسرعة الدرّاج والمساحة الأمامية المعرّضة لتدفق الهواء ومعامل السحب (Cd أو Cx)، الذي يعكسالديناميكية الهوائية الكلية لت كوين الدراجة والدراج.

من وجهة نظر كمية، يُظهر التعبير عن السحب الديناميكي الهوائي أنه يتناسب مع حاصل ضرب كثافة الهواء مضروباً في مربع سرعة الدراج ومساحة مقدمة الدراج.
بعبارة أخرى، يتعيّن على راكب الدراجة أن “يدفع” ويحرّك كامل حجم الهواء الذي يمرّ من خلاله.
وبالتالي، يمكن أن يؤدي تقليل كثافة الهواء أو المساحة الأمامية إلى تقليل هذا السحب بشكل كبير.

يمكن لراكب الدراجة الذي يرغب في تقليل السحب أن يقلل من مساحة السحب الأمامية من خلال اتخاذ وضعية أكثر انحناءً على الدراجة، وهي استراتيجية يشيع استخدامها من قبل المحترفين في التجارب الزمنية.
لا يعتمد معامل السحبعلى الشكل الأيروديناميكي الهوائي للراكب ودراجته فحسب، بل يعتمد أيضاً على تفاصيل تدفق الهواء حولهما.

تُظهر الأبحاث أن حركة الدرّاج تخلق ضغطاً زائداً من الهواء أمامه ومنخفضاً خلفه، وكلا الظاهرتين تساهمان في السحب.
والأكثر من ذلك، يسحب الدرّاج الهواء المتحرّك عدة أمتار في أعقابه، مما يجعل التفاعلات الديناميكية الهوائية أكثر تعقيداً بالنسبة للراكبين في اتجاه مجرى النهر.

بالنسبة إلى راكبي الدراجات في الرتل، يتم تعديل تأثير السحب حسب موقعهم النسبي في المجموعة.
فبالنسبة للرياح المعاكسة، يقلل الركوب في صف واحد على سبيل المثال من السحب الذي يتعرض له راكبو الدراجات الذين يليهم بفضل انخفاض الضغط الزائد والضغط المنخفض.
يكون التأثير أكثر وضوحاً بالنسبة لراكبي الدراجات في الخلف، ويعتمد أيضاً على المسافة بين العجلات والوضعية الديناميكية الهوائية المعتمدة.

Play Video
المستوى الرأسي لتوزيع السرعة حول الحلبة

توزيع السرعات والضغط حول راكبي الدراجات باستخدام محاكاة CFD

تعرض المحاكاة مستويات توزيع السرعة حول الدراجين.
وبما أن قوة السحب تتناسب مع مربع السرعة، يمكن بالفعل تحديد المناطق الأكثر ملاءمة في السباق.

المستوى الرأسي لتوزيع السرعة حول الحلبة

وتبلغ سرعة الهواء الظاهرية 15 م/ث (أي 54 كم/س) بالنسبة إلى الدرّاج الموجود في مقدمة الرتل، لذا سيشعر بسحب أكبر من الدرّاجين الآخرين في الرتل.
في الواقع، يمكننا أن نرى أن السرعات الفعّالة داخل الرتل نفسه تكون أقل، ما يقلل من السحب على الدراجين في الرتل.
يُعطي الشكلان أدناه فكرة أفضل عن ذلك، مع سرعات الهواء وتوزيعات الضغط كما نراها من فوق الرتل.

المستوى الأفقي للسرعات داخل الحلبة
عرض ارتفاع مستوى السرعة الأفقي

يوضّح الشكل أعلاه أن راكبي الدراجات في مقدمة المضمار يواجهون سرعات هواء أعلى.
في المقابل، يواجه راكبو الدراجات في الخلف وداخل المضمار سرعات هواء أقل.
في الواقع، يعمل راكبو الدراجات في المقدمة كمصدات للرياح، حيث يحمون راكبي الدراجات في مؤخرة الرتل من خلال تقليل مقاومة الهواء الذي يواجهونه.
يؤثر ذلك تأثيراً مباشراً على قوة السحب التي يشعر بها كل راكب دراجة على حدة.
وبما أن هذه القوة تتناسب طردياً مع مربع السرعة، يمكننا افتراض أن قوة السحب التي يشعر بها الدراجون في مقدمة السباق ستكون أكبر من تلك التي يشعر بها الدراجون في الخلف.

يُقال أيضاً أن الدراجين في قلب المضمار يستفيدون من الامتصاص الذي يولده الدراجون في مقدمة المضمار.
يمكن رؤية ذلك في خريطة الضغط أدناه. من خلال السير في أعقاب الدراجين المتصدرين، يستفيد راكبو الدراجات في الرتل من الضغط المنخفض خلفهم، مما يقلل من الضغط الزائد الذي يولدونه بأنفسهم.
ونتيجة لذلك، ينخفض السحب الديناميكي الهوائي بشكل كبير بالنسبة لهؤلاء الدراجين. ويسمح تأثير الشفط هذا لراكبي الدراجات بالحفاظ على سرعات عالية بجهد أقل، مستفيدين من انخفاض مقاومة الهواء.

Plan des vitesses d'air pour un peloton de cyclistes du Tour de France, illustrant les résultats d'une simulation mécanique des fluides.
مستوى الضغط الأفقي داخل العبوة

من الناحية العملية، يمكن استخدام محاكاة الديناميكا الهوائيةلتحسين وضعيات راكبي الدراجات واختيار معدات أكثر ديناميكية هوائية وتطوير استراتيجيات سباق فعالة.
في تقنيات التجارب الزمنية، على سبيل المثال، يمكن لراكبي الدراجات الاستفادة من هذه المحاكاة من خلال تعديل وضعهم على الدراجة لزيادة الديناميكية الهوائية إلى أقصى حد.

تساعد المحاكاة بتقنية CFD على تحديد الوضعية المثلى، وغالباً ما يكون ذلك من خلال اعتماد وضعية أكثر انخفاضاً واستطالة لتقليل المساحة الأمامية المعرضة للرياح.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لراكبي الدراجات الهوائية استخدام دراجات مصممة خصيصاً للتجارب الزمنية بإطارات انسيابية وعجلات صلبة تقلل من السحب.
في النفق الهوائي، يختبر راكبو الدراجات في النفق الهوائي تشكيلات مختلفة من المعدات، مثل الخوذات الأيروديناميكية والبدلات الضيقة لاختيار تلك التي توفر أقل مقاومة للهواء.

تتسم محاكاة CFD بميزة واحدة مقارنة باختبارات نفق الرياح: فهي توفر الوقت والمال.
فبفضل هذه التعديلات المستندة إلى بيانات المحاكاة، يمكن لراكبي الدراجات توفير ثوانٍ أو حتى دقائق ثمينة على أدائهم الإجمالي.
كما تستخدم فرق الدراجات الهوائية أيضاً بيانات المحاكاة وبيانات نفق الرياح لتشكيل الحبيبات بشكل استراتيجي، مما يزيد منتأثير الشفط ويقلل من السحب الجماعي.

قياس السحب في محاكاة CFD

في ما يلي، قمنا بتقييم قوى السحب على كل راكب دراجة على حدة، وبالتالي أكثر المواضع ملاءمة في السباق.
يلخّص الشكل أدناه النسبة المئوية للسحب الذي يشعر به المتسابق مقارنةً بالسحب الذي يشعر به المتسابق في مقدمة الرتل (الذي يشعر بأقصى سحب مرتبط بالقيمة 100%).

من الناحية العملية، تُظهر الخريطة النسبة المئوية للسحب الذي يشعر به كل راكب دراجة في الرتل، محسوبة كدالة لأقصى سحب يشعر به راكب الدراجة الرئيسي.
سيستفيد الدرّاجون في المواقع الأكثر ملاءمة في الرتل من انخفاض نسبة السحب مما يشير إلى انخفاض كبير في مقاومة الهواء بفضل الحماية التي يوفرها الدرّاجون الآخرون.
يتعيّن على راكبي الدراجات في قلب الرتل بذل نصف الجهد الذي يبذله راكبو الدراجات في المقدمة.

نسبة السحب المحسوسة مقارنة بالسحب الذي يشعر به القائد (100%)

استراتيجية تموضع راكبي الدراجات لتقليل السحب إلى أدنى حد ممكن

بشكل عام، يشعر جميع راكبي الدراجات في المضمار بسحب أقل من الدراج في المقدمة.
فكلما كان الدراج في الخلف في المضمار كلما قلّ شعور راكب الدراجة بالسحب.
وينطبق هذا الاتجاه أيضاً على راكبي الدراجات في وسط المضمار الذين يشعرون بسحب أقل من أولئك الموجودين على الأطراف.
يوضح الشكل أعلاه أن المنطقة المحددة بالدائرة الحمراء هي الأكثر فائدة لراكب الدراجة في بداية السباق.
في هذه المنطقة، يشعر الدراجون في هذه المنطقة بنسبة 10% إلى 20% فقط من السحب الذي يشعر به المتصدر، بينما يظلون قريبين من مقدمة السباق، مما يوفر طاقة كبيرة في بداية السباق.

ومع ذلك، لا يستند اختيار المكان في السباق على اعتبارات الطاقة فقط.
فكلما كان الدرّاج في الخلف في الرتل، كان أكثر عرضة لتأثير الأكورديون الناجم عن التسارع في المقدمة أو لاحتمال وقوع حوادث.
هذا هو السبب الذي يجعل المتصدرين في سباق فرنسا للدراجات الهوائية يفضلون البقاء في الصفوف الأمامية محاطين بزملائهم في الفريق.
لا يزال الانخفاض في السحب كبيراً جداً هناك، لكن يمكنهم التفاعل بسهولة أكبر مع التسارع المفاجئ من قبل منافسيهم.

مجال الدوامة

الدوامة هي مقياس لدوران المائع حول محور محلي.
عندما يتحرك جسم، مثل راكب دراجة هوائية، عبر مائع مثل الهواء، فإنه بطبيعة الحال يزعج سريان هذا المائع.

وينتج عن هذا الاضطراب تكوين دوامات، وهي مناطق تتغير فيها سرعة المائع واتجاهه.
تولد هذه الدوامات دوامة، وهو متغير يميزشدة هذه الدوامات وموقعها.

الحقل الحجمي للدوامة حول السباق

عرض مجال الدوامة مجال الدوامة الحجمية أدناه يُظهر أن الدراجات في مقدمة الحزمة هي الأكثر اضطرابًا في التدفق، مما يؤدي إلى ارتفاع سحب أعلى أعلى عليها.

Simulation CFD illustrant les phénomènes aérodynamiques autour d'un peloton de cyclistes, mettant en évidence les zones de traînée et les flux d'air.
الحقل الحجمي للدوامة حول السباق

ظاهرة الحافة في ركوب الدراجات

تشكيل المروحة: استراتيجية تعاونية لمواجهة الرياح والبقاء في السباق

لحماية نفسك من الرياح المعاكسة، هناك استراتيجية معقدة ولكنها فعالة وهي تشكيل مراوح.
سيضع الفارس نفسه قليلاً خلف الراكب الذي يبذل الجهد وإلى جانب الراكب الذي يبذل الجهد، وبالتالي يحمي نفسه من الرياح.
كلما كانت الرياح قوية وجانبية أكثر، كلما تحرك الفارس جانباً للاستفادة من هذه الحماية.

عندما يجد المتسابق نفسه معزولاً ومعرضاً للرياح، يُقال له“في الكيرب” أومُعرَّض للرياح.
بالنسبة لهذا المتسابق، يصبح الجهد المبذول أكثر صعوبة إلى حد كبير، وغالباً ما يصل إلى حد عدم القدرة على مجاراة الرتل.

Modèle 3D représentant un groupe de cyclistes en éventail double sur une route
تكوين مروحة مزدوجة لراكبي الدراجات الهوائية

يكمن مفتاح هذه الاستراتيجية في مواجهة الرياح في تشكيل مراوح.
Le coureur en tête se place du côté d’où provient le vent pour protéger ceux qui le suivent.
Par exemple, si le vent vient de gauche, le leader se positionne à
يسار الطريق.
Après avoir pris son
التتابعيتراجع، تاركاً زملاءه في الفريق يستفيدون من احتمائه بينما يتراجع نحو مؤخرة المجموعة قبل أن يستأنف تمركزه خلف آخر متسابق، محتمياً من الرياح. محمي من الرياح.
Ce processus se répète, assurant une
دوران التتابع المستمر و الحماية المثلى من الرياح.

البقاء على قيد الحياة على الحافة: فن الاحتماء من الرياح في مجموعة

هناك نوعان من المروحة: المروحة الفردية والمزدوجة.
تُستخدم المروحة الفردية، المنظمة في ملف واحد، للمجموعات الصغيرة، مثل الانطلاقة التي تضم أقل من ثمانية متسابقين أو تجربة زمنية جماعية.
يقوم المتسابق في الصدارة بتخفيف السرعة بعد تتابعه أو تتابعها، ويبقى على اتصال مع الملف الصاعد، ويتحرك حول المتسابق الأخير ويعود بسرعة إلى الأمان.

أما المروحة المزدوجة، من ناحية أخرى، فهي أكثر كفاءة وتتكون من خطين: أحدهما في اتجاه مجرى النهر والآخر في اتجاه المنبع.
يتمركز الخط الهابط، المكون من الدراجين الذين استلموا زمام الأمور، في الجانب المواجه للريح، بينما يستعد الخط الصاعد، المحمي من قبل الخط الهابط، لتولي زمام الأمور.
يوفر هذا التشكيل حماية مستمرة لجميع المتسابقين، حيث يحميهم دائماً الخط الهابط أو المتسابق الذي أمامهم.

Groupe de cyclistes professionnels en position éventail double pour affronter le vent, avec un schéma explicatif.
رسم تخطيطي وصورة لمروحة مزدوجة

الدرّاجون المعزولون: مفتاح الخروج من الحلبة

يتطلب تشكيل المروحة المزدوجة وجود عشرة فرسان على الأقل في مكانهم.
في المنافسة، يمكن للفريق تشديد المروحة من خلال وضع متسابق قوي بالقرب من حافة الطريق، على الجانب المعاكس للرياح، وبالتالي تقليل عدد الدراجين المحميين وزيادة الصعوبة على المنافسين.
عندما تكون الرياح المتقاطعةشديدة، يمكن لهذه التقنية أن تؤدي إلى تفتيت الرتل، مما يخلق حوافاً مذهلة وحاسمة في السباق.
يجد راكبو الدراجات الذين لا ينجحون في إدخال أنفسهم بشكل صحيح في المشجعين أنفسهم مكشوفين مباشرةً للرياح، ويعانون من زيادة كبيرة في السحب الديناميكي الهوائي.
تنجم هذه الزيادة في السحب عن تفتيت التدفق السلس والمستمر للهواء حول الدراجين مما يخلق اضطراباً ومقاومة متزايدة.

يستفيد الدرّاجون المحميون في المروحة من انخفاض كبير في السحب بفضلتأثير الصدمة والحماية الجانبية التي يوفرها زملاؤهم في الفريق.
من ناحية أخرى، يتعيّن على الدراجين المعزولين بذل جهد أكبر بكثير للحفاظ على سرعتهم، مما قد يؤدي إلى خروجهم من السباق.
قد يؤدي هذا الخلل في توزيع القوى الديناميكية الهوائية إلىتفكك الرتل إلى عدة مجموعات متميزة، مما يجعل ظاهرة الاندفاع ليس فقط حاسمة من الناحية التكتيكية بل ومذهلة أيضاً.
كان هذا الجانب الديناميكي الهوائي مسؤولاً عن خسارة المتصدرين لجولات فرنسا.

دراسة CFD لراكبي الدراجات الهوائية على شكل مروحة

قام يوليوس بدراسة تكوين المروحة المزدوجة لـ 8 راكبي دراجات عند ظهور رياح جانبية أثناء السباق.
والهدف من هذه الدراسة هو استخدام CFD لتأكيدفعالية تكوين المروحة في هذا النوع من الحالات.

النموذج ثلاثي الأبعاد لراكبي الدراجات هو نفسه كما هو موضح أعلاه، والتكوين الذي تمت دراسته موضح في الشكل أدناه.

Simulation CFD montrant les vorticités générées par un groupe de cyclistes en formation éventail sur une route.
المجال الحجمي للدوامة حول راكبي الدراجات الهوائية على شكل مروحة

يوضح الشكل أدناه توزيع سرعات الهواء حول راكبي الدراجات.
تكون سرعات الهواء على مستوى راكبي الدراجات المحميين أقل.
كما هو الحال في السباق الكلاسيكي، سيواجه راكبو الدراجات المحميون سحباً أقل بكثير.

Play Video
محاكاة CFD للديناميكا الهوائية لراكبي الدراجات الهوائية على شكل مروحة

تُظهر حسابات قوى السحب أن الدراجين الستة المحميين يشعرون في المتوسط بـ30% من إجمالي السحب الذي يشعربه كل من الدراجين المتصدرين.
يثبت هذا الانخفاض في السحب بنسبة 70% أن نظام المروحة المزدوجة فعال في ظروف الرياح المتقاطعة.

من خلال عرض المجال الحجمي للدوامة، يمكننا أن نرى، كما هو الحال في سباق الدراجات الكلاسيكي، أن راكبي الدراجات المتصدرين هم الأكثر إزعاجاً لتدفق الهواء والأكثر تأثراً به.

Play Video
المجال الحجمي للدوامة حول راكبي الدراجات الهوائية على شكل مروحة

تحسين الأداء والديناميكيات الهوائية: تأثير محاكاة الديناميكا الهوائية في سباقات الدراجات التنافسية

تُعد هذه الدراسة لمحاكاة الديناميكا الهوائية الميكانيكية الهوائية المطبقة على مجموعة من الدراجين خطوة متعمدة من جانبEOLIOS لتوضيح التقدم التكنولوجي والتطبيقات العملية للتشغيل الآلي في مجال الدراجات التنافسية.
من خلال تحليل الجوانب الحاسمة مثل السحب الديناميكي الهوائي والمواقع الاستراتيجية للدراجين (مع ظواهر الحافة، على سبيل المثال)، تمكنا من توضيح كيف يمكن لهذه الأدوات تحسين الأداء وتقديم مزايا تنافسية كبيرة خلال الأحداث المرموقة مثل سباق فرنسا للدراجات.

من خلال هذه المبادرة، لا تهدف EOLIOS إلى مشاركة الإمكانيات التي توفرها محاكاة محاكاة التصميم الميكانيكي المتغير حسب الظروف مع عامة الناس وعشاق الدراجات فحسب، بل تهدف أيضًا إلى تشجيع فهم أعمق للعوامل العلمية والتكنولوجية التي تؤثر على هذه الرياضة.
من خلال المساهمة بخبرتنا وابتكاراتنا في هذا المجال، نأمل أن نساهم فيالتحسين المستمر لأداء الرياضيينوالنهوض بالمعرفة فيقطاع الدراجات التنافسي.

وتأمل EOLIOS أن تلهم هذه الدراسة المزيد من الأبحاث والتطبيقات الخاصة بالتدفق الكهرومغناطيسي في مختلف المجالات الرياضية وغيرها.

Play Video
ملخص عمليات محاكاة CFD لمحاكاة مجموعة من راكبي الدراجات الهوائية في سباق فرنسا للدراجات الهوائية

الهواء والتهوية: في نفس الموضوع

محاكاة CFD للسحب: عملية حسابية متقدمة لتحسين الديناميكا الهوائية

Simulation CFD d'une centrale solaire avec panneaux solaires sous vents extrêmes.

تأثير الرياح على محطة الطاقة الشمسية

Etude des recirculations - aérotherme 2

مرض الفيالقة وأبراج التبريد

Étude CFD sur le confort piétonnier à La Défense en haute résolution.

معايير راحة المشاة ورسم الخرائط

تأثير السحب الحراري

انخفاض الضغط والمقاومة الهيدروليكية

دراسة الرياح الشديدة – محطة الطاقة الشمسية

محاكاة CFD: بديل لاختبار نفق الرياح

ما هي محاكاة العقود مقابل الفروقات؟