L’étude de la main et de l’avant-bras d’un nageur de compétition utilisant le modèle de la dynamique des fluides

RésuméObjectifsL’objectif du présent travail consiste à appliquer des méthodes mathématiques pour analyser la dynamique des fluides et calculer les forces du segment bras/avant-bras en natation sportive en utilisant un modèle tridimensionnel (3-D).MéthodesCes modèles utilisés en simulation étaient créés en CAD en accord avec la dimension réelle de l’ensemble main/avant-bras d’un jeune nageur. Le système de contrôle des équations considérées était celui de Reynolds pour les fluides incompressibles aussi bien que pour les équations de Navier-Stokes présentes dans le code commercial Fluent®.RésultatsLes résultats montrent que le coefficient de traînée est le paramètre principal de la propulsion, avec une valeur maximale de force de propulsion correspondant à une inclinaison de 90° pour l’angle d’attaque. Le coefficient de portance semble avoir, pour des angles d’attaque de 0° et 90°, un rôle moins important pour la production de force propulsive, mais ce rôle est significatif pour un angle de 45°.

SummaryAimsThe aim of the present study was to apply the computational fluid dynamics methodology to study the hand/forearm forces in swimming 3-D configuration.MethodsModels used in the presented simulations were created in CAD, based on real dimensions of a right adult human hand/forearm. The governing system equations considered was the incompressible Reynolds averaged Navier-Stokes equations implemented in the Fluent® commercial code. The numerical simulation was carried out in three dimensions of the whole domain in steady flow. The dynamic fluid forces produced by the hand/forearm, lift and drag, were measured in this study.ResultsThe drag coefficient was the main parameter for propulsion, with the maximum value of the propulsion force corresponding to a pitch angle of 90°. The lift coefficient seemed to be a parameter with less influence to generate the propulsive force with pitch angles of 0° and 90° but it is important with a pitch angle of 45°.