一项新的研究发现,竞技游泳运动员握住手指的最佳方式是将手指稍微分开,以便耙水。
在寻找能够带来,之前的研究暗示游泳运动员可以通过以下方式提高效率,但仍不确定这如何运作以及游泳者需要张开多少手指才能受益。
为了解开这个谜团,流体动力学家研究了计算机模拟中的人体手臂虚拟模型和风洞实验中的人体手臂 3D 打印模型。他们分析了这些模型在五种不同的手指展开程度下所受到的力:在零展开度时,所有手指像桨一样压在一起,通过逐渐扩大的 5 度间隔一直到 20 度展开。 []
研究人员表示,在计算机模拟和风洞实验中,手指展开 10 度时效果最佳。
研究人员解释说,当手指张开时,一些水会从手指中滑过。然而,由此产生的湍流会限制手指之间的水流。因此,手指的轻微张开可以有效地增加手的表面积。该研究的合著者、荷兰埃因霍温理工大学的游泳流体动力学家 Josje van Houwelingen 表示,在某种程度上,有效增加表面积所带来的好处超过了手指间水分流失的影响。
在这项研究中,即使手指张开 5 度,在计算机模拟中也能将手臂受到的阻力减少 2%,在风洞实验中减少 5%。
“使用最佳的手指展开可能”,van Houwelingen 告诉 Live Science。
尽管这些影响很微妙,但它们可能会产生很大的影响在精英游泳运动员之间的比赛中。 “当你在,这种非常小的影响,只有百分之几,可以决定金牌和没有奖牌之间的区别,”范霍韦林根在一份声明中说。
“我们对 50 米自由泳可能的改进做了一个粗略的、有点夸张的估计,”范霍韦林根说。 “这导致了 0.6 秒的改进。”相比之下,她指出,2016年里约热内卢夏季奥运会女子50米自由泳决赛中,第一名和第六名之间的时间差仅为0.12秒。 []
Van Houwelingen 指出,她自己也是一名游泳运动员,并在游泳时尝试了耙技术。她发现很难让手指彼此保持恒定的距离,“但自从还可以将他们的起始位置优化高达 1 度,他们很可能也可以将这些知识应用到他们的技术中。”
研究人员指出,他们的研究涉及手臂在液体中以恒定速度移动,这有些不切实际。他们现在计划将 3D 打印的手臂放入一个大水箱中,看看它们在表现得更加真实时会感受到什么力量使用机器人。 []
周一(11 月 21 日),科学家们在俄勒冈州波特兰市举行的美国物理学会流体动力学分部年会上详细介绍了他们的发现。
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