En forskargrupp ledd av fakulteten för hälso- och idrottsvetenskap vid University of Tsukuba har granskat hydrodynamiklitteraturen relaterad till simning. De identifierade vissa biomekaniska aspekter, inklusive förhållandet mellan hastighet och dragkrafter, som inte är helt förstådda. Detta arbete kan hjälpa till att styra framtida forskning som kan förbättra prestandan för tävlingssimmare.

De senaste OS i Tokyo gav imponerande prestationer av fart i poolen, med elitidrottare som sätter många nya olympiska rekord och världsrekord. Vad tittarna kanske inte inser, dock, är komplexiteten i vetenskapen som ligger till grund för den ibland split-sekundiga skillnaden mellan att vinna en guldmedalj och gå hem tomhänt. Biomekanik, studiet av kroppens rörelse, och hydrodynamik, det område av fysiken som handlar om vätskeflöden, innehåller många frågor som fortfarande är dåligt förstådda – och simning passar precis i skärningspunkten mellan dessa ämnen. För simmare som deltar i lopp, även ett litet framsteg i kunskap kan leda till en konkurrensfördel.

Nu, ett team av forskare under ledning av University of Tsukuba har sammanställt forskning om frontcrawlsimningsbiomekanik, med fokus på framdrivnings- och resistiva krafter vid olika simhastigheter, för att bilda sig en mer komplett bild av sambanden mellan de kritiska variablerna. "Ny kunskap om simenergi och vätskemekanik har förbättrat vår förståelse av faktorer som bestämmer simprestanda, ", säger författaren professor Hideki Takagi.

En av de viktigaste relationerna att förstå är hur resistiva krafter, som drag när man rör sig genom vattnet, beror på simmarens hastighet. Forskarna tittade på nya studier som indikerade att resistivkraften ökar i proportion till hastighetens kub. Att kompensera, simmare kan försöka öka sin slagfrekvens. Dock, detta har begränsningar. "Vi drog slutsatsen från experiment- och simuleringsstudier att det finns en maximal frekvens utöver vilken simmare inte kan öka simhastigheten ytterligare på grund av en förändring i angreppsvinkeln för handen som minskar dess framdrivningskraft, "Professor Hideki Takagi förklarar." Den olika kraftbalansen vid olika simhastigheter innebär också att optimal teknik kan skilja mellan långdistans- och kortdistanssimning. "

Teamet identifierade också motstridiga bevis för effektiviteten av att sparka för att öka hastigheten på frontcrawl med hög hastighet. Detta indikerar en möjlighet att ytterligare optimera tävlingssimteknik om framtida forskning ytterligare kan packa upp de relevanta hydrodynamiska faktorerna.

Forskarna fann att vissa förenklade simmodeller ofta går sönder när man försöker modellera mer realistiska förhållanden. Till exempel, simmare är inte bara att "trycka" eller "dra" vattnet för att öka deras hastighet, som vissa läroböcker ramar in. Detta beror på att ökningen av det negativa trycket som verkar på den dorsala sidan av handen är avgörande för att öka framdrivningen. Därför, att lära ut rätt teknik är viktigt, även för faser som anses vara icke-framdrivande.

Verket publiceras i Sport biomekanik , med titeln "Hur kontrollerar simmare sin främre crawlsimhastighet? Aktuell kunskap och luckor ur hydrodynamiska perspektiv."