ANSYS-Simulationssoftware bringt noch mehr Speed für das Speedo Fastskin Racing System

Virtual Prototyping anstelle aufwändiger physischer Tests
(PresseBox) (Darmstadt, ) Leistungsschwimmer können in diesem Sommer ihre Leistung weiter optimieren: Möglich macht dies das revolutionäre Fastskin Racing System von Speedo, für dessen Entwicklung technische Simulationssoftware von ANSYS (NASDAQ: ANSS) verwendet wurde. Als komplettes System kann diese Kombination aus Fastskin-Schwimmanzug, Schwimmkappe und Schwimmbrille den passiven Ganzkörper-Wasserwiderstand um bis zu 16,6 Prozent verringern, die Sauerstoffausnutzung um bis zu 11 Prozent verbessern (wodurch der Schwimmer mehr Kraft über längere Strecken freisetzen kann), und den aktiven Wasserwiderstand um bis zu 5,2 Prozent verringern.

"Die technische Simulation hat bei der Realisierung dieses weltweit einzigartigen Konzepts eine absolut entscheidende Rolle gespielt", sagte Tom Waller, Leiter von Aqualab, der globalen hausinternen Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Speedo. "Zum ersten Mal steht Leistungsschwimmern eine ganzheitliche hydrodynamische Lösung zur Verfügung, die sie mit der höchstmöglichen Effizienz im Wasser voranbringt. Bei der Entwicklung des Fastskin Racing System konnten wir dank der Software von ANSYS darauf vertrauen, dass unsere Designs unter realen Bedingungen die erwartete Leistung bringen würden - hierdurch konnten wir einen enormen Aufwand einsparen, der uns normalerweise durch physische Tests entstanden wäre."

Bei der technischen Auslegung der drei Komponenten zu einem Gesamtsystem konnte Aqualab auf Daten aus mehr als 1.200 einzelnen Simulationsläufen mit der Multiphysics-Software von ANSYS zurückgreifen. Durch exakte Reproduktion der dynamischen Druckverhältnisse beim Leistungsschwimmen in einer risikofreien virtuellen Entwicklungsumgebung unterstützten diese Simulationen die Entwickler dabei, Verwirbelungseffekte und den Wasserwiderstand zu minimieren, den Aufprall beim Eintauchen ins Wasser abzumildern, die Schwimmbrillen-Konstruktion maximal zu stabilisieren und weitere praxisorientierte Gestaltungsaspekte optimal zu lösen.

Im Anschluss an die Entwicklungsarbeiten unterzog Speedo den neuen Schwimmanzug einer Reihe von Tests auf der Schwimmstrecke, an denen professionelle Wettkampfsportler wie Natalie Coughlin, Ryan Lochte und Michael Phelps aus den USA mitwirkten.

Speedo ist bereits langjähriger Kunde von ANSYS; für die Entwicklung der neuen Schwimmsportbekleidung kam jetzt jedoch eine erweiterte Multiphysics-Perspektive zum Einsatz, die sowohl strömungsdynamische als auch strukturmechanische Analysen umfasste. So lieferten die Lösungen von ANSYS beispielsweise Aufschluss darüber, welche Strukturkräfte von allen Richtungen auf die Schwimmbrille einwirken, welches leichte Material diesen Kräften am besten widerstehen kann und welche formbedingten Wirbelbildungen sich im weiteren Körperverlauf des Schwimmers negativ auf die Leistung auswirken könnten. Dieser umfassendere Ansatz steht im Einklang mit dem neuen, zukunftsweisenden Produktportfolio, mit dem Speedo dem Bedarf der Schwimmer an einer leistungssteigernden Ausstattung für den ganzen Körper Rechnung tragen will.

"ANSYS blickt rund um die Realisierung erfolgreicher Produkte auf eine lange Zusammenarbeit mit führenden Unternehmen zurück - dies können wie in diesem Fall Schwimmanzüge sein, die einem Wettkampfschwimmer den entscheidenden Sekundenbruchteil-Leistungsvorsprung verschaffen, oder aber eine Batterie für Hybridfahrzeuge, die optimale Merkmale im Hinblick auf Kosten, Zuverlässigkeit, Energienutzung und Sicherheit bietet. Wir freuen uns, dass wir gemeinsam mit Speedo ein weiteres richtungweisendes Produkt entwickeln konnten", sagte Jim Cashman, President und CEO, ANSYS.

Das Fastskin Racing System umfasst eine Auswahl von Produkten - Schwimmkappen, Schwimmbrillen und Schwimmanzüge -, aus denen die Schwimmsportler die Kombination zusammenstellen können, die am besten zu ihnen passt und ihre Leistung am besten unterstützt. Von einer Verbesserung beim passiven Wasserwiderstand kann der Schwimmer in der eintauchenden Gleitphase jedes Schwimmzuges profitieren, was besonders nach dem Start und bei jeder Wende eine große Rolle spielt. Die Sauerstoffausnutzung bezieht sich auf den Wirkungsgrad des Schwimmers und seinen Sauerstoffverbrauch während des Schwimmvorgangs. Der aktive Wasserwiderstand (oder Oberflächenwiderstand) beeinflusst den Schwimmer während der aktiven Phase jedes Schwimmzugs an der Wasseroberfläche. Er entsteht durch die vom Schwimmer erzeugten Wellen, der ständigen Veränderung der Körperform und der Kraft der Wasserströmung an der Körperoberfläche.

Die resultierenden statistischen Forschungsergebnisse wurden anhand einer Kombination aus der Speedo Fastskin3 Schwimmkappe, der Super Elite-Schwimmbrille und dem Super Elite-Schwimmanzug als Komponenten des Fastskin Racing System zusammengestellt:

- Reduzierung des passiven Ganzkörper-Wasserwiderstandes um bis zu 16,6 Prozent im Vergleich zu einer flachen Silikon-Schwimmkappe, einer Speedo Aquasocket-Schwimmbrille und einem Standard-Schwimmanzug bei einem männlichen Schwimmsportler
- Verbesserung des Sauerstoffverbrauchs um 11 Prozent und Verringerung des aktiven Wasserwiderstandes um 5,2 Prozent im Vergleich zur flachen Silikon-Schwimmkappe, der Speedo Aquasocket-Schwimmbrille und des Standard-Schwimmanzugs

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