Simulatiesoftware doorslaggevend bij ontwikkeling wedstrijdzwempak

Wedstrijdzwemmers kunnen deze zomer hun prestaties verbeteren dankzij Speedo’s Fastskin Racing System, dat is ontworpen met Ansys simulatiesoftware. Wanneer het systeem als geheel wordt gedragen, een Fastskin zwempak, cap en zwembril kan dat de atleet veel voordeel opleveren. Zo wordt de passieve lichaamsweerstand verminderd met 16,6 procent, de zuurstofefficiëntie wordt verhoogd met 11 procent (waardoor de atleet sneller en sterker kan zwemmen) en het vermindert de actieve lichaamsweerstand tot 5,2 procent.

"Engineering software is absoluut doorslaggevend geweest bij de lancering van dit concept", aldus Tom Waller, hoofd van Speedo’s eigen wereldwijde onderzoeks- en ontwikkelcentrum Aqualab. "Voor het eerst kunnen wedstrijdzwemmers gebruikmaken van een samenhangende en hydrodynamische oplossing die hen zal helpen om met maximale efficiëntie door het water te glijden. Tijdens de ontwikkeling van het Fastskin Racing System heeft de software ons het vertrouwen gegeven dat onze ontwerpen in het echt zouden presteren zoals verwacht. Dit heeft ons een enorme kostenbesparing opgeleverd, waar we anders hadden moeten investeren in fysieke testen."

Multifysisch

Tijdens het ontwikkelen van de drie componenten tot één systeem heeft Aqualab data gebruikt van meer dan 1200 afzonderlijke simulaties die werden uitgevoerd met Ansys’ multifysica-software. Het nabootsen van de dynamische druk bij wedstrijdzwemmen in een risicovrije virtuele omgeving heeft de ontwikkelaars geholpen bij het minimaliseren van de effecten van turbulentie en weerstand, het beperken van de impact bij een duik, het maximaliseren van de structurele stevigheid van de zwembril, en het aanspreken van andere real-world ontwerpkwesties.

Na de ontwerpfase heeft Speedo het nieuwe racesysteem in het zwembad laten testen door Amerikaanse professionele zwemmers waaronder Natalie Coughlin, Ryan Lochte en Michael Phelps.

De ontwikkeling van het racesysteem is gebaseerd op een uitgebreide multifysische benadering waarin zowel vloeistofdynamica als structureel mechanische systemen zijn opgenomen. Voor de zwembril, bijvoorbeeld, gaf de simulatiesoftware inzicht in de constante krachten die uit alle richtingen impact hebben op de zwembril, welk lichtgewicht materiaal in staat is om deze krachten te weerhouden, en hoe door de vorm gegenereerde turbulentie de prestaties van de zwemmer negatief kunnen beïnvloeden. Deze uitgebreidere aanpak komt overeen met de nieuwe, toekomstgerichte productportfolio die Speedo momenteel ontwikkelt om aan de ‘full-body’ behoeften van de zwemmers te voldoen.

Beste combinatie

Het Fastskin Racing System bestaat uit verschillende producten zoals caps, zwembrillen en zwempakken, waaruit zwemmers de beste combinatie kunnen samenstellen, afhankelijk van hun voorkeuren en prestatiebehoeften. De verbetering van de passieve weerstand heeft invloed op de zwemmer tijdens de onderwater drijffase tussen elke slag, wat vooral van belang is tijdens de start en de draai. De zuurstofefficiëntie heeft betrekking op de effectiviteit van het zuurstofverbruik van de zwemmer tijdens de wedstrijd. Actieve weerstand (of oppervlakteweerstand) heeft invloed op de zwemmer tijdens de actieve uitvoering van een slag. Deze vloeit voort uit de golven die de zwemmer creëert; de zwemmer verandert continu de vorm en kracht van het water dat over het lichaamoppervlak stroomt.