研究


研究業績

Reseach Interest!

  • 私の研究室では、おもにヒトの水泳運動について、バイオメカニクス的あるいは流体力学的に分析をしています。シドニーオリンピックでは、多くの日本人が活躍しましたが、その陰にはサイエンスの貢献も見逃せません。より速く、より楽に泳ぐために、あなたも水泳の流体力学を少し勉強してみませんか?

  • シドニーオリンピック男子バタフライ代表、山本貴司選手のスティックピクチャー(1ストローク分のバタフライ動作中の各関節部分を直線で結んであります)まさにイルカのようですね!
水泳は抵抗との闘いです。というのも、ある速度Uで移動した場合の抵抗Dは、次式のように表せます。D= 1/2 CD p S U2(CD:抵抗係数,p:密度,S:断面積)ここで、水は空気に比べて800倍以上の密度があるので、陸上と同じ姿勢、同じ速度で移動したとしたら、水中では陸上の800倍以上の抵抗がかかるのです。また抵抗は速度Uの二乗に比例して大きくなるので、いかに抵抗を減らせるかは、より速くより楽に泳ぐために大変重要な要素となります。しかし抵抗と一言でいっても、泳者には様々な抵抗がかかっています。大まかにいえば、泳者の体型や水中での姿勢に影響される形状抵抗、泳者が水面上を移動することによって生じる造波抵抗、さらに泳者の体表面と水との間に生じる摩擦抵抗などがあげられます。水泳ではこれらの抵抗を減らそうと古くから様々な研究がされてきました。しかしその研究の多くが、けのび姿勢で抵抗が測定されており、実際に自ら手足を動かして泳いでいるときの抵抗とは異なると考えられます。では実際に自らが推進力を発揮しているときの抵抗(自己推進時抵抗)は、どのようにしたら測定できるでしょうか?精度良く、直接測定しようとするのなら、泳運動中の泳者表面の圧力分布を測定する必要があります。しかし泳者の泳ぎを妨げないで前進の圧力分布を計測することはほぼ不可能であるため、何らかの方法で間接的に自己推進力時抵抗を定量しなければなりません。そこで私の研究室では、自己推進時抵抗を測定する新しい方法論を開発し、自己推進時抵抗係数とフルード数との関係明らかにし、次式の推定式を得ること成功しました。
(Da:自己推進時抵抗,ρ:密度,As:体表面積,U:速度,V:容積,Fr:フルード数)