science >> Wetenschap >  >> Fysica

Nieuw onderzoek kan leiden tot een andere strategie van wielerploegen bij ontsnappingspogingen

De luchtweerstand voor elk van de 121 renners in een wielerpeloton, als een percentage van de luchtweerstand van een rijder die alleen rijdt. Krediet:Elsevier

Midden in een peloton, wielrenners ervaren slechts vijf tot tien procent van de luchtweerstand die ze ondervinden als ze alleen fietsen. Een nieuwe studie, gepubliceerd in de Journal of Wind Engineering &Industrial Aerodynamics , op basis van windtunnelonderzoek bij een peloton van 121 renners kan verklaren waarom er zo weinig 'ontsnappers' in professionele wielerwedstrijden, zoals de Tour de France van dit jaar, zijn succesvol.

"Het blijkt dat de huidige rekenmodellen die door sommige raceteams worden gebruikt om de beste tijd om te ontsnappen te bepalen, gebaseerd zijn op de verkeerde aannames. " legt hoofdauteur professor Bert Blocken van de Technische Universiteit Eindhoven &KU Leuven uit. "Misschien zullen deze nieuwe resultaten leiden tot meer succesvolle ontsnappingen en gedeeltelijk verklaren waarom zo weinig ontsnappingen slagen, en waarom het peloton vaak de renners binnenhaalt die wel ontsnappen, "Dr. Blocken toegevoegd.

Het is bekend dat je midden in een wielerpeloton 'uit de wind' rijdt en daardoor minder luchtweerstand ervaart. Hoeveel minder is nooit grondig onderzocht. Uit eerder onderzoek met kleinere groepen ruiters, er zijn schattingen gemaakt van 50 tot 70 procent van de luchtweerstand die wordt ervaren in vergelijking met individuele rijders. Professionele wielrenners, maar suggereren dat je in een peloton 'soms nauwelijks hoeft te trappen', die ervan uitgaat dat de luchtweerstand veel lager moet zijn.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Dr. Blocken systematisch in kaart brengen, Voor de eerste keer, de luchtweerstand voor elke renner in een wielerpeloton van 121 renners. Uit de resultaten bleek dat in het midden en achterin het peloton de luchtweerstand zo'n vijf tot zeven procent is van wat een enkele renner ervaart. "Anders gezegd:het is alsof een renner met 12 tot 15 km/u fietst in een peloton dat met 54 km/u aansnelt, "Dr. Blocken voegde toe. "Daarom voelt het alsof renners zo weinig energie achterin verbruiken." Renners kunnen deze gegevens nu gebruiken om te zien wat de beste plek is in een peloton.

Maar Dr. Blocken waarschuwde dat "dit niet betekent dat een recreatieve fietser mee kan fietsen met het professionele peloton. Dit zou voor een korte afstand met een rechte weg op vlak terrein mogelijk kunnen zijn, maar zodra er bochten worden genomen, het accordeoneffect treedt in, en het peloton strekt zich uit, waardoor de weerstand veel hoger wordt."

Het onderzoek is een combinatie van computersimulaties en windtunnelmetingen (inclusief een compleet peloton van 121 modellen), die onafhankelijk van elkaar dezelfde resultaten gaven. Onderzoekers onderzochten twee pelotons van 121 renners, waarbij de afstand tussen de rijen enigszins verschilde. Computersimulaties bedroegen 3 miljard cellen - een wereldrecord voor een sporttoepassing - en vereisten de Amerikaanse supercomputers van CRAY en tienduizenden softwarelicenties van het bedrijf ANSYS. Simulaties moesten 54 uur lopen voor de berekening van een peloton, met in totaal 49 terabyte aan werkgeheugen.

"Helemaal achteraan de luchtweerstand is zeer laag, maar er is minder kans om op aanvallen te reageren en de kans om bij een ongeval verstrikt te raken neemt sterk toe, " zegt Dr. Blocken. "Dus voor klassementsrenners of sprinters, de beste positie is in rij zes, zeven of acht:daar ben je voldoende afgeschermd door andere renners en zit je dicht genoeg vooraan."

In de studie werd ook gekeken naar een peloton met een vaste opstelling van renners, om duidelijke conclusies te kunnen trekken. De fietsers waren statisch, niet trappen en niet van de ene positie naar de andere gaan in het peloton. Er was geen sterk hoofd-, rug- of zijwind. Alleen aerodynamische weerstand werd overwogen. De effecten van deze beperkingen zullen door de onderzoekers in vervolgonderzoek worden onderzocht.