شهلا حدیدی:خیلی از افرادی از دوچرخه استفاده می کنند، کمترین توجهی به ویژگی های آیرودینامیکی دوچرخه، کلاه ایمنی و چگونگی پدال زدن ندارند. اما برای ورزشکاران و دوچرخه سواران حرفه ای کوچک ترین جزئیات آیرودینامیکی می تواند به اختلاف چندصدم ثانیه ای در نتیجه رقابت منجر شود.
به گزارش نیوساینتیست، پیشرفته ترین دوچرخه ها و کلاه های ایمنی که می توان در بازار برای استفاده های روزمره پیدا کرد، برای کاهش مقاومت هوا طراحی شده اند. اما تیم های حرفه ای دوچرخه سواری با استفاده از کمک های فیزیک دانان و مهندسان مکانیک سیالات و شبیه سازی های سی. اف. دی(دینامیک محاسباتی سیالات) می توانند تک تک اجزا را با دقت تحلیل و بهترین طراحی را برای دست یابی به بالاترین راندمان انجام دهند.
برخلاف تونل باد، سی. اف. دی این امکان را در اختیار تحلیل گر قرار می دهد تا سهم هر قطعه را در مقاومت هوا مشخص کند. سی. اف. دی برنامه ای است که با حل عددی معادلات دیفرانسل حاکم بر رفتار سیالات(مانند هوا) می تواند سرعت، فشار و دیگر ویژگی های شاره مورد نظر را در هر نقطه از اطراف جسم تعیین کند. به خاطر این حجم عظیم اطلاعات، بسیاری از مهندسان سی. اف. دی را رنگی ترین تکنیک مهندسی لقب داده اند!
تا چند سال پیش، هزینه استفاده از سی. اف. دی بسیار بالا بود و به همین دلیل فقط در رقابت های پردرآمدی مانند فرمول وان و قایق رانی بادبانی از سی. اف. دی برای بهبود طراحی استفاده می شد، اما هزینه محاسبات سی. اف. دی هم اکنون کاهش پیدا کرده و می توان در رشته های دیگر هم از آن استفاده کرد. برای مثال، گروه تحقیقات مهندسی ورزش در دانشگاه شفیلد هالام انگلستان چند وقتی است که به تیم دوچرخه سواری انگلستان مشاوره می دهد.
برای مشاهده عکس در ابعاد بزرگ تر،اینجا را کلیک کنید.
در تصویر فوق، نتایج محاسبات سی. اف. دی برای یک دوچرخه ترای اثلون به نمایش درآمده است. نواحی زرد و سفید روی دوچرخه و بدن دوچرخه سوار نشان دهنده بالاترین میزان مقاومت هوا است. ۷۲درصد نیروی مقاومت هوا در اثر تعامل هوا با بدن دوچرخه سوار ایجاد می شود که بیشترین سهم هم مربوط به پاهای دوچرخه سوار است. سهم بدنه دوچرخه، میله فرمان و دسته ها ۵.۷ درصد است و دنده ها هم ۵.۲ درصد تاثیر دارند. قمقمه آب هم چند آیرودینامیک نیست و به تنهایی مسبب ۴.۵ درصد از نیروی مقاومت هوا است. سیم های خارجی هم ۳.۸درصد تاثیر دارند و این بهانه خوبی است برای آن که در طراحی های جدید همه آنها را درون بدنه کار بگذارند.
نوارهای رنگی که در پشت دوچرخه سوار می بینید، جریان هوای پشت دوچرخه سوار را نشان می دهد که رنگ سفید مربوط به جریان پرسرعت هوا و رنگ های صورتی - آبی مربوط به جریان های کم سرعت هوا است.
۵۳۵۳