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蹼泳运动作为全世界开展很广泛的一项体育运动,它的成绩的提高取决于体能、运动技术以及运动器材的水动力性能。国内外研究表明,体能的提高是有限的,关键是运动技术的完善和运动器材的水动力性能的提高。在改进和完善蹼泳运动技术和训练方法的同时,加强蹼泳板水动力性能的研究,改进蹼泳板的推进性能,是蹼泳运动亟待解决的问题。本论文就是从数值模拟和试验研究的两个方面来研究蹼泳运动器材——蹼泳板的水动力性能。 本文采用非定常升力面方法对蹼泳板的非定常运动进行了数值模拟,即在物面上布置马蹄涡,尾涡从附着涡面下泄出来,并同物体一起运动。此方法是对定常升力面方法的改进和发展,计算了矩形平板纵摇、垂荡运动时的水动力性能;并讨论了纵摇、垂荡运动的幅值对平板水动力性能的影响。对其数值结果的分析,表明应用此方法计算翼形物体的水动力性能是可行的。 本课题研究了蹼泳运动规律。通过采用势流理论,应用非定常升力面方法,从流体力学的角度分析了脚蹼的推进原理。通过计算俄罗斯男女用新型蹼泳板的水动力性能以及国内蹼泳板的水动力性能,得到了俄罗斯男女用新型蹼泳板的水动力性能以及国内蹼泳板的水动力性能随运动频率、振幅等各种运动参数的变化关系,通过分析总结得到蹼泳运动的规律。 本文另外一个重要工作是对俄罗斯男、女用新型蹼泳板的水动力性能以及国内蹼泳板的水动力性能进行试验研究。本文在循环水槽中对俄罗斯男女新蹼泳板和国内冠军板的水动力性能进行了试验研究,探讨了频率等参数对其水动力性能的影响,为蹼泳板的设计以及数值模拟工作打下了基础。 本论文通过对蹼泳板的水动力性能进行数值模拟和试验研究,对蹼泳训练和比赛有一定的指导意义,为探讨蹼泳板的优化选型打下了一定的基础。