Minimizar a resistência do ar e o atrito com a neve é ​​a chave para o desempenho de elite no esqui alpino. Experimentos em túneis de vento revelaram o arrasto total experimentado pelos esquiadores, mas não forneceu dados precisos sobre quais partes do corpo causam a maior resistência do ar ao adotar a posição full-tuck.

Um novo estudo publicado no European Journal of Physics relata as descobertas de uma equipe de pesquisa da Universidade de Tsukuba, que estabeleceu uma nova abordagem de modelagem computacional que fornece dados 3D precisos sobre o fluxo de ar, formação de vórtice, e elevar em torno do corpo de um esquiador. Isso tem utilidade esperada para projetar melhores equipamentos de esqui e determinar a postura ideal a ser adotada durante o esqui.

Como os esquiadores em declive podem exceder velocidades de 120 km / h, eles estão sujeitos a altos níveis de resistência do ar, e deve adotar uma posição dobrável para reduzir isso. Contudo, em níveis de elite, onde os lugares do pódio podem ser separados por centésimos de segundo, diferenças minúsculas na resistência do ar podem ser extremamente importantes, muito esforço foi despendido na modelagem e redução disso.

A equipe da Universidade de Tsukuba avançou neste campo de estudo estabelecendo uma nova abordagem para a modelagem computacional do fluxo de ar ao lado de experimentos em túnel de vento. Experimentos em túnel de vento usando um manequim forneceram dados de arrasto total em diferentes velocidades de fluxo de ar, que foram usados ​​para validar as simulações de computador. Nas novas simulações de computador, um tipo de análise de dinâmica de fluidos computacional chamada método de rede de Boltzmann foi aplicado, em que uma grade 3-D foi criada para modelar o fluxo de ar em torno da superfície do corpo do esquiador.

"O método de rede de Boltzmann nos permitiu identificar regiões de baixo fluxo de ar e locais onde se formaram vórtices de fluxo de ar, "diz o co-autor do estudo Sungchan Hong." Devido à precisão desta simulação, em contraste com os experimentos em túnel de vento, poderíamos mostrar que a cabeça, braços superiores, coxas, e as coxas são fontes específicas de resistência ".

A validade dos resultados foi apoiada pela alta correlação entre os resultados empíricos do arrasto total do manequim esquiador em um túnel de vento e os dados correspondentes nas simulações de computador.

"Agora sabemos quais partes do corpo têm os maiores efeitos de diminuir a velocidade de um esquiador, podemos projetar equipamentos para reduzir a resistência do ar associada a isso, e também sugerir pequenas mudanças na postura do esquiador que podem aumentar a velocidade, ", disse o autor principal Takeshi Asai.

A equipe pretende estender este trabalho aplicando a nova abordagem a várias posturas de esqui adotadas durante diferentes partes de uma corrida, e usando diferentes modelos de turbulência para aumentar a confiabilidade de seus resultados.