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  • 流体力学视角下竞技游泳动力学研究进展

    分类: 力学 >> 基础力学 提交时间: 2023-04-24 合作期刊: 《应用力学学报》

    摘要: 竞技游泳的动力学研究对游泳动作技术优化和运动表现提升具有重要意义,但一直以来受制于流体运动量化技术发展的限制。本研究旨在对流体力学视角下的竞技游泳动力学相关进展及发展历程进行系统梳理,深入探讨流体力学研究方法和技术进步对游泳动力学量化研究的贡献。该综述通过检索Web of Science、PubMed、Scopus、Google Scholar、中国知网(CNKI)等数据库,根据所检文献标题筛选相关文献,并对文献的出版信息、研究目的、方法、结果和结论进行提取、归纳、分析和总结。长久以来,游泳的流体力学分析受到流体运动量化技术和研究手段的制约,目前依然存在大量难以测量和预测的物理量。近年来,随着流体力学研究技术和设备的更新与发展,游泳推进的动力学机制已有多种假说被提出,包括升力和阻力机制假说、涡旋能量机制假说和轴向流(射流)机制假说。同时,泳者在游泳时所受到的各种作用力及作用力之间的相互作用也得到了更精确的量化。目前而言,游泳流体力学研究进展和人体运动生物力学研究前沿相比,仍有较大差距,两者结合深度依然不足。未来研究应聚焦流场可视化技术应用下的游泳流体力学量化分析,将流体力学研究前沿与人体运动生物力学实践相结合,科技助力泳者优化技术,提升运动表现。

  • 跑鞋纵向抗弯刚度调整对青少年下肢生物力学影响的研究

    分类: 力学 >> 应用力学 提交时间: 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》

    摘要: 探讨青少年跑者在不同纵向抗弯刚度(longitudinal bending stiffness ,LBS)跑鞋条件下进行跑步运动时的下肢生物力学参数变化。选取10名有一定训练基础的约13周岁青少年跑者,年龄(13.50.6)岁;身高( 166.3 1. 9) cm;体质量( 50.8 3.1 ) kg;足长(25.40.2 ) cm,分别选用3种LBS不同的跑鞋(低刚度鞋:5.0 Nm;中刚度鞋:6.3 Nm;高刚度鞋:8.6 Nm)进行跑步运动生物力学综合测试,通过VICON三维运动捕捉系统和AMTI三维测力台同步采集受试者下肢反光标记点轨迹和地面反作用力,分析比较不同LBS跑步支撑期的下肢关节角度、峰值力矩、关节功率和做功变化。在3种不同IBS条件下,中刚度鞋和高刚度鞋的髋关节屈伸活动度显著小于低刚度鞋;高刚度鞋的跖趾关节屈伸活动度显著小于低刚度鞋与中刚度鞋;矢状面上,中刚度鞋和高刚度鞋的髋关节峰值力矩显著小于低刚度鞋;低刚度鞋与中刚度鞋的踝关节峰值力矩显著小于高刚度鞋;中刚度鞋和高刚度鞋的跖趾关节峰值力矩显著小于低刚度鞋。中刚度鞋和高刚度鞋髋关节做正功和负功显著小于低刚度鞋;中刚度鞋和高刚度鞋膝关节做正功显著小于低刚度鞋;低刚度鞋膝关节做负功显著大于中刚度鞋;中刚度鞋和高刚度鞋踝关节做正功和负功显著大于低刚度鞋。随着跑鞋L.BS增加,青少年跑者伸髋角度、峰值力矩、关节做功减小,踝关节跖屈角度减小、关节做功增大,跖趾关节屈曲活动度和峰值力矩降低。恒定跑速下,随着鞋具LBS调整,下肢做功在不同关节间出现转移与重新分布。青少年跑者不同LBS的下肢运动生物力学参数可能为跑鞋IBS设计与优化提供科学参考。