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CAE技术铸就“鲨鱼皮”

2008年8月17日，北京奥运会游泳比赛项目在“水立方”落下帷幕，9天内，我们见证了19项新的世界纪录和7项新的奥运会纪录的诞生，见证了泳坛巨星菲尔普斯身着“鲨鱼皮”泳衣勇夺8则合适要求较高的钢铁金的奥运传奇……

“鲨鱼皮" 她称”在水立方掀起了夺金狂潮！奥运竞技场上的胜负或许只是0.01秒的差距，但这个差距足以改写奥林匹克历史。CAE技术恰恰可以帮助设计者创造奇迹。水的阻力是运动员提高游泳速度的最大障碍，它的流动方式是决定泳速的关键因素，因此降低水的阻力自然成为帮助游泳运动员提高成绩的最有效途径，它同时也是最具难度的一项工作。而应用CAE仿真技术的“鲨鱼皮杨桃”泳衣却令人难以置信地比普通Lycra泳衣的阻力低38%！在游泳比赛中看上去哪怕是0.01秒的突破都难以企及的情况下，38%将意味着什么？

“鲨鱼皮”泳衣性能

CAE技术恰好可以帮助研究人员获取关于泳衣表万向球面和形体阻力的理想方案。运动员要求理想的泳衣实现水中运动过程尽可能平滑和不受到干扰，因此经CAE软件Fluent数值分析，研究人员能够得到泳衣各部位的阻力特性，并在高阻力区域布置Lzr Panels（低磨擦材料），从而使运动员在水中尽可能地产生减少阻力的流体动力。在泳衣的设计过程中，为了能够在泳衣中找到合适的部位放置Lzr Panel工程装修s（低磨擦材料），研究人员对400多位运动员和顶尖游泳健儿进行了连续扫描分析，运动员都采用了手在头上部的滑行姿势，游泳比赛中，30%的赛程使用的会是这种姿势，因此，通过降低该姿势下的阻力可以提高泳衣的整体性能。随后，研究人员使用Fluent软件分析的仿真数据，精确定位运动员在水中身体的高磨擦区，通过CAE技术寻找游泳运动员在水中身体最大阻力的位置，然后在该部位采用低磨擦材料进行设计。

运动员最大阻力位置

当应用CAE技术的时候，计算机能够预测运动员身体周围每处水的速度、应力以及压力。阻力高的区域用红色显示，以此表明泳衣上哪些部分需要进行改进。例如，从分析图中谈谈在战略性矿产方面应当如何处理市场与政府的关系可以明显看到胸部的阻力比较大，在这些高阻力的区域就可以安置Lzr Panels。此外，CAE技术还可以帮助研究人员考察更多的极端情况。例如，运用CAE技术，可以针对不同人的体型与身高执行不同的泳衣设计方案。由于运动员的技术水平、体型特征等条件都各不相同，所以也只有量身定制的“鲨鱼皮”才能使他们的技术水平发挥到极致。

然而，使用CAE来设计泳衣的难度远超过使用它来设计其他产品。因为研究人员不仅需要考虑空气和流体动力学，还要考虑身体周围水泡的流动，考虑肌肉运动和呼吸等生物功能。“鲨鱼皮”第一次使这项技术应用于泳衣设计并获得了巨大的成功，成为当之无愧的最高科技的结晶，同时也向人们揭示了CAE技术的巨大力量。

圣火点燃了CA E，而CA E照亮了奥运。“鲨（1） 干磨擦 接触表面无任何润滑剂鱼皮”夺走了多少人的目光？“水立方”照亮了多少明星？这仅仅是开始，大飞机、神舟七号、月球车……，更多精彩正在开始！(end)