e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAE

基于ANSYS仿真技术的产品开发

2015/12/16    来源:ANSYS    作者:Stephen Silvester      
关键字:ANSYS  速比涛  CFD  
本文介绍了速比涛的工程师利用ANSYS的仿真技术,开发了速比涛Fastskin3比赛套装,助运动员取得比赛的胜利。

系统研究法

 新款泳帽和泳镜的设计与新款泳衣的设计配套进行,而且泳衣设计符合国际泳联(FINA)2010年修订版指南的要求。最新指南要求泳衣的身体覆盖面积要小于上一代的全身式泳衣。

 根据对男女游泳选手伸展滑行姿势的扫描结果,开发人员得到了45种泳衣、泳帽和泳镜组合,其中包含现有的、替代的和经过优化的原型设计。

 使用由脚本驱动的ANSYS Tgrid封装器和体积网格剖分技术可以迅速对高分辨率的扫描图像进行预处理,然后分别送到ANSYS Fluent和ANSYS CFD Post进行分析和后期处理。

 仿真可以体现典型的真实游泳条件。Aqualab的设计人员可以根据性能结果确定最佳的泳衣、泳帽和泳镜组合,还能为每个组件建立独立的性能指标。

 开发人员根据全身仿真结果对泳镜进行持续改进,最终得到了Fastskin3Super Elite和Elite泳镜设计。泳镜局部作用力的显著下降使得总体性能提升2%。另外它还能提高冲击水面时的舒适度,使泳镜在高速度、高强度比赛条件下佩戴起来更加牢固和安全。

 最终的产品开发工作完成后,Aqualab聘请专业游泳选手在泳池中对新泳衣、泳帽和泳镜进行了一系列测试,包括美国的迈克尔•菲尔普斯、英国的Rebecca Adlington和美国的Ryan Lochte。

 在测试过程中,菲尔普斯表示:“速比涛Fastskin3让我感到完全和水融为一体。我感到信心十足,非常舒适,这是速度最快的泳装。”

图6 仿真真实的游泳条件,用以测试各种泳帽、泳镜、泳衣组合的效果,建立用于指导游泳套装设计工作的性能参考体系

图6 仿真真实的游泳条件,用以测试各种泳帽、泳镜、泳衣组合的效果,建立用于指导游泳套装设计工作的性能参考体系

继续改进

 游泳比赛套装的开发标志着Aqualab的设计人员首次超越CFD分析,融合了包含结构分析的多物理场方法。根据Waller的介绍,这种经强化后的仿真方法能够优化更多产品,与速比涛目前丰富的产品组合相匹配。

 Waller还提到:“2008年,速比涛建立了低摩擦流体动力学泳衣的统治地位。今后我们准备根据游泳选手的全身整体需求,开发全面的系列产品以实现整体性能和速度的最大化。Fastskin3游泳套装是一种革命性成果,我们将继续利用ANSYS解决方案实现更加出众的产品性能改善。不管游泳选手的需求是什么,都可以通过速比涛得到满足,而速比涛则依靠ANSYS技术推动产品的持续创新。”

 尽管Natalie Coughlin(美国)等职业游泳选手在打破世界记录的时候,可能不会想到计算机仿真,但他们都承认科技所带来的巨大优势。Coughlin表示:“速比涛Fastskin3是一种从头到脚协调发挥作用的完整套装。虽然泳镜、泳帽和泳衣是独立组件,但我感觉这款游泳套装非常出众。”

 不管将来会发生什么情况,有一件事是确定的:ANSYS和速比涛之间的合作关系将继续成为泳装创新的推动力。

 Waller表示:“2004年以来我们推出了一系列创新成果,但如果没有ANSYS软件的设计分析和验证功能,这些都无法实现。ANSYS已经成为我们的关键合作伙伴,帮助我们推出了众多突破性产品,比如最新的Fastskin3比赛套装。我坚信这种合作将继续推动创新,影响游泳竞赛的未来。”

图7 利用ANSYS Mechanical分析三种不同聚合物材料的弹性和强度,选出最适合用于泳镜鼻托的材料

图7 利用ANSYS Mechanical分析三种不同聚合物材料的弹性和强度,选出最适合用于泳镜鼻托的材料

责任编辑:吴星星
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐