CFD analyse – sykkel
Aerodynamikk på sykkel.
Hva er CFD – Computational Fluid Dynamics
Først litt teoretisk språk. Numerisk fluiddynamikk eller numerisk væskedynamikk er en gren av fluiddynamikk der numeriske metoder brukes til å analysere strømningsproblemer (ref. wikipedia).
Metoden er velkjent og mye brukt i utvikling av biler, fly og raketter. Altså på områder som er kostbare å teste utenfor et laboratorium. Vi synes det er fantastisk spennende å benytte den samme teknologien i sykkelsammenheng. Aerodynamikk på sykkel og CFD teknologi utfyller hverandre på strålende vis.
Noen fordeler med bruk av CFD teknologi
- God nøyaktighet – Innenfor 2% av sammenlignbare vindtunnel tester. Dette er faktisk samme feilmarging man opererer med mellom vindtunneler også.
- Rimelig – Å analysere ved hjelp av CFD er mye rimeligere enn å teste i vindtunnel.
- Tidseffektivt – Å teste endringer på velodrom, vindtunnel eller utetesting kan være krevende. Det tar tid å gjøre endringer på utstyret på sykkelen.
3D modellering legger grunnlaget for CFD analyse
For å kunne gjennomføre en CFD analyse trenger vi en 3D modell vi kan benytte som grunnform.
Når du som utøver besøker oss i vårt bikefit studio benytter vi en 3D scanner til å lage en 3D modell sittende på sykkelen din.
Under forklarer vi hva slags type data vi kan hente ut fra en CFD analyse.
Luftens hastighet rundt rytter og sykkel
Figuren viser hastigheten luften får rundt og bak rytter. Brun farge viser t luften har samme uniforme hastighet. Når rytteren komme gjennom denne luften med en gitt hastighet, må luften flytte seg.
Luften får en rask hastighet tett inntil kroppen, for deretter å få lavere hastighet lengre fra kroppen for å tilpasse sin utgangshastighet.
Det oppstår en vake (wake på engelsk) med turbulens. Ved turbulens går hastigheten til luften i alle retninger.
Figuren viser hastigheten som er lavere bak rytteren enn foran. Dette er med på å lage en dragkraft som prøver å holde rytteren igjen (skape motstand).
Trykket på luften rundt rytter og sykkel
Figuren viser trykket luften får rundt og bak rytter. Brun farge viser at luften har samme uniforme trykk. På en vei nær samme nivå som havet er normaltrykket 1 atmosfære.
1 atm = 100 000 Pascal = 100 KPa
Trykk og hastighet henger sammen. Når man er ute i friluft (det vil si ingen lukket beholder eller tank) vil luft med høy hastighet ha lavt trykk. Lav hastighet vil ha høyere trykk.
I det turbulente området bak rytteren, vil hastigheten på luften være høy, imens trykket på luften er lavt.
På figuren viser fargekombinasjonen at trykket bak utøveren, i vaken, er nær 0 Pascal. Dette trykket, eller mangel på trykk, vil bidra til å holde utøveren tilbake. Som en støvsuger.
Luftstrømning rundt rytter
Figurene viser hvordan luften endrer seg på de to forskjellige sittestillingene på sykkelen.
Laminær strømning er når luften har samme hastighet i samme retning. Turbulent strømning er når luften går i alle retninger med forskjellig hastighet. Ta en titt på våre teoriside for visualisering av laminær- vs. turbulent strømning.
Figurene viser hvor disse endringene skjer når rytteren har en gitt hastighet.
