Onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba onderzochten het voortstuwingsmechanisme door de waterstroom rond een zwemmer te visualiseren tijdens het onderwater zwemmen met dolfijnen in een waterkanaal via deeltjesbeeldsnelheid. Uit hun bevindingen bleek dat zwemmers de waterstroom en vortexen effectiever kunnen gebruiken naarmate hun snelheid toeneemt. Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Biomechanics .

De zwembeweging geeft momentum aan water, een vloeistof, en genereert daardoor een voortstuwende kracht. We kunnen het voortstuwingsmechanisme dus begrijpen door de waterstroom te onderzoeken die wordt gegenereerd door de beweging van een zwemmer. Het observeren van kleurloos, transparant water met het blote oog of een camera is echter een uitdaging.

Om dit probleem aan te pakken, gebruikten onderzoekers deeltjesbeeldsnelheidsmetrie, een techniek die wordt gebruikt in de vloeistofdynamica, om waterstroompatronen te visualiseren. Ze onderzochten hoe de waterstroom verandert als zwemmers hun snelheid veranderen tijdens het uitvoeren van de dolfijn-kick-zwemtechniek. Dit onderzoek werd uitgevoerd in een experimenteel circulerend waterkanaal (een poel met stromend water).

Uit de resultaten bleek dat de waterstroomsnelheid toenam met toenemende zwemsnelheid tijdens de actie van de onderwaterdolfijn met de onderste ledematen, waardoor een sterke draaikolk ontstond tijdens de trapactie. Dit fenomeen draagt ​​mogelijk bij aan de toegenomen voortstuwingskracht. Bovendien werd recycling van de stroom gegenereerd tijdens de neerwaartse trapfase waargenomen tijdens de overgang naar de opwaartse trapfase, waarbij het effect duidelijker werd naarmate de zwemsnelheid toenam.

Deze studie markeert de eerste observatie van veranderingen in de waterstroom tijdens het zwemmen met dolfijnen met verschillende snelheden. Verwacht wordt dat de studie het onderzoek naar waterstroming, een cruciaal onderwerp in zwemonderzoek, zal bevorderen. Het biedt wetenschappelijk bewijs voor instructeurs om kickzwemtechnieken toe te passen.

Meer informatie: Yusaku Nakazono et al, Impact van variaties in zwemsnelheid op de dynamiek van de zogstroom bij golvend zwemmen onder water bij mensen, Journal of Biomechanics (2024). DOI:10.1016/j.jbiomech.2024.112020

Journaalinformatie: Journaal voor Biomechanica

Aangeboden door Universiteit van Tsukuba