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CFD-Simulation der aerodynamischen Phänomene eines Radfahrerfeldes

Einfluss von Positionsänderungen der Fahrer auf die aerodynamischen Wechselwirkungen im Peloton

Die Leistung von Radfahrern in einem Peloton wird weitgehend von der Flüssigkeitsdynamik beeinflusst, die sich um sie herum entwickelt.
Im Rennen bilden die Fahrer kompakte Gruppen, um dieSogwirkung zu nutzen und den Luftwiderstand zu reduzieren, was die Energieeffizienz und die Gesamtleistung deutlich verbessern kann.
Dieser Effekt ist besonders bei hochrangigen Wettkämpfen entscheidend, bei denen die geringste Energieeinsparung über Sieg oder Niederlage entscheiden kann.

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CFD-Modellierung der aerodynamischen Interaktionen in einer Gruppe von Läufern

Die Leistung von Radfahrern in einem Peloton wird weitgehend von der Flüssigkeitsdynamik beeinflusst, die sich um sie herum entwickelt.

Bei Rennen bilden Radfahrer kompakte Gruppen, um denSaugeffekt zu nutzen und den Luftwiderstand zu reduzieren, was die Energieeffizienz und die Gesamtleistung deutlich verbessern kann.
Dieser Effekt ist besonders bei hochrangigen Wettkämpfen entscheidend, bei denen die geringste Energieeinsparung über Sieg oder Niederlage entscheiden kann.

Simulation CFD illustrant les phénomènes aérodynamiques autour d'un peloton de cyclistes, mettant en évidence les zones de traînée et les flux d'air.
Volumetrisches Vorticity-Feld um das Radfahrerfeld [Studie im Anschluss an den Artikel].

Das Verständnis der Fluiddynamik um eine Gruppe von Radfahrern hat wichtige praktische Auswirkungen.
Die Formationen des Pelotons und die relativen Positionen der Fahrer haben einen direkten Einfluss auf die Verteilung des aerodynamischen Widerstandes und damit auf den individuellen Energieverbrauch.
So haben beispielsweise die Fahrer an der Spitze des Feldes in der Regel einen größeren Luftwiderstand, während die Fahrer an den hinteren Plätzen von einer deutlichen Reduzierung des Luft widerstandes profitieren.

Durch die Optimierung der Formation des Pelotons und die Nutzung von Rennstrategien, die auf der Dynamik von Flüssigkeiten basieren, können Radsportteams die kollektive Effizienz maximieren.
Dies ist besonders relevant bei Etappenrennen, Mannschaftszeitfahren und Kriteriumsrennen, bei denen das Energiemanagement entscheidend ist, um hohe Leistungen über lange Distanzen aufrechtzuerhalten.

Trotz ihrer Bedeutung ist die Fluiddynamik in der Umgebung von Radrenngruppen komplex und empirisch schwer zu untersuchen, da viele Variablen wie Geschwindigkeit, Windrichtung, Position der Radfahrer und aerodynamische Wechselwirkungen eine Rolle spielen.

Hier werden CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) zu einem wertvollen Werkzeug.
Sie ermöglichendie Modellierung undAnalyse dieser Phänomene mit größerer Genauigkeit und Flexibilität, ohne die logistischen Einschränkungen und Kosten von Windkanal- oder Feldversuchen.

Planeventail
Horizontale Geschwindigkeitsebene für fächerförmig angeordnete Radfahrer [Studie in der Fortsetzung des Artikels].

Das Ziel dieser Studie ist es, CFD-Simulationen zu nutzen, um unser Verständnis der Fluiddynamik in einem Radfahrerfeld zu vertiefen.
Durch die Analyse verschiedener Konfigurationen und Positionen der Radfahrer wollen wir die optimalen Formationen identifizieren, um den aerodynamischen Widerstand zu minimieren und die Energieeffizienz zu maximieren.

Methodik der CFD-Simulation für die aerodynamische Analyse eines Radfahrerfeldes

CFD-Simulation

Um die Strömungsdynamik um ein Radfahrerfeld herum zu untersuchen, verwendeten wir CFD(Computational Fluid Dynamics), eine leistungsstarke Technik , mit der Luftströmungen präzise und detailliert modelliert werden können.
CFD ist eine numerische Methode zur Analyse der Bewegung von Flüssigkeiten durch die Lösung von partiellen Differentialgleichungen.

Sie bietet den Vorteil, dass verschiedene Konfigurationen leicht erforscht werden können und die aerodynamischen Kräfte, die auf jeden Fahrer individuell ausgeübt werden, quantifiziert werden können.
Durch den Vergleich dieser Kräfte können wir die Positionen und Formationen identifizieren, die am effektivsten den Luftwiderstand reduzieren.

Geomcyclistes
Verwendete Geometrie des Radfahrers auf seinem Fahrrad

Die CFD-Simulation ist eine leistungsfähige Methode, um die Luftströmung um ein Radrennen zu untersuchen und bietet die Möglichkeit,die aerodynamischen Kräfte genau zu analysieren.
Jedoch können die Grenzen der Rechenzeit und der Computerressourcen eine Herausforderung darstellen, insbesondere bei einer maximalen Rechenzeit von einer Woche und dem Fehlen eines Datenzentrums.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, waren Kompromisse wie dieOptimierung der Simulationsparameter, wie z.B. die Verwendung eines adaptiven Netzes (wird am Ende des Artikels näher erläutert), notwendig, um ein Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Effizienz in unseren Studien zu finden.

Parameter der CFD-Studien

Um einen genauen Vergleich der Auswirkungen der aerodynamischen Kräfte innerhalb und außerhalb des Pelotons zu gewährleisten, haben wir die Geometrie jedes Fahrers in unserer Studie standardisiert.
Durch die Verwendung identischer Modelle für jeden Fahrer haben wir Variablen eliminiert, die mit individuellen Unterschieden zusammenhängen, so dass wir uns nur auf dieAuswirkungen der Positionen und Formationen innerhalb des Pelotons konzentrieren können.

Konfiguration des untersuchten Zuges

Diese geometrische Einheitlichkeit stellt sicher, dass die beobachteten Variationen in den aerodynamischen Kräften ausschließlich auf die Interaktion zwischen den Fahrern undihrer relativen Anordnung zurückzuführen sind und liefert somit zuverlässigere und relevantere Ergebnisse für die Untersuchung von Positionen, die für die Reduzierung des Luftwiderstands günstig sind.

Für die Durchführung der Simulation Ihres Radfahrergruppeist ein fortschrittliches Simulationsmodell, das Wall-Modeled Large Eddy Simulation (WMLES), wurde verwendet.
Dieses Modell von
High Fidelity ermöglicht es, die die Details von turbulenten Strömungen einfangen. durch automatische Anpassung der Auflösung in der Nähe der Wände. WändenDabei wird die Geschwindigkeit der turbulenten Strömung unter Berücksichtigung der Strömungsverhältnisse angepasst. Druckgradienten die für die Entstehung der turbulenten Strömung verantwortlich sind Trennung von StrömungenDiese Faktoren sind für die Analyse von Luftströmungen von entscheidender Bedeutung. aerodynamische Analysen.
Le
WMLES verwendet ein Viskositätsmodell namens Wall-Adapting Local Eddy (WALE), das für eine gleichmäßige Verteilung sorgt. kohärente lokale Viskosität gewährleistet. und ein präzises Verhalten in der Nähe der Wände.
Cette méthode permet d‘
den Kielwasser dynamisch zu verfeinern mit der Entwicklung der Strömung und garantiert so eine gute Qualität. Dies ermöglicht eine genaue und stabile Modellierung. der komplexe aerodynamische Phänomene. der Radfahrer.

Verschiedene Forschungsarbeiten haben sich bereits mit der Fluiddynamik eines Radrennens befasst, wie z.B. The Peloton Project von Professor Bert Blocken von der Eindhoven University of Technology.
Diese Studien vernachlässigen jedoch häufig die ungleichmäßige Anordnung der Radfahrer innerhalb des Pelotons.
Mit anderen Worten, die Radfahrer sind nicht regelmäßig oder kartesisch angeordnet und aneinandergereiht.
Daher ist es notwendig, eine realistischere Konfiguration zu untersuchen, die diese Variabilität in der Anordnung der Radfahrer berücksichtigt.

Die untersuchte Konfiguration ist ein Feld von 100 Radfahrern, die so angeordnet sind, dass sie ein echtes Rennen auf einer breiten Straße simulieren.
Dieser Ansatz ermöglicht es,die Veränderungen der aerodynamischen Kräfte unter realitätsnahen Bedingungen zuanalysieren, im Gegensatz zu starren, ausgerichteten Formationen, die weniger repräsentativ für die Renndynamik sind.

Messung der Schleppkräfte

Herausforderungen

Die Messung der Luftwiderstandskräfte ist in der Welt des Radsports von entscheidender Bedeutung, da sie den Luftwiderstand quantifiziert, den jeder Radfahrer beim Fahren überwinden muss.
Dieser aerodynamische Widerstand ist einer der Hauptfaktoren, die die Leistung einschränken, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.
Im Rennsport bedeutet die Reduzierung des Luftwiderstands eine erhebliche Energieeinsparung, die es den Fahrern ermöglicht, höhere Geschwindigkeiten mit weniger Anstrengung zu halten, was für eine optimale Leistung auf langen Strecken entscheidend ist.

Aerodynamischer Luftwiderstand: Wie beeinflusst die Luft die Leistung?

Der aerodynamische Widerstand oder Luftwiderstand ist eine Kraft , die von mehreren Faktoren bestimmt wird und die Leistung eines Radfahrers erheblich beeinflusst.
Diese Kraft entsteht durch dieInteraktion zwischen dem Fahrer (und seinem Fahrrad) und derLuft, diesich um ihn herumbewegt.
Sie ist abhängig von der Dichte der umgebenden Luft, der Geschwindigkeit des Fahrers, der Frontfläche, die dem Luftstrom ausgesetzt ist, sowie dem Luftwiderstandskoeffizienten (Cd oder Cx), der diegesamte Aerodynamik der Fahrer-Fahrrad-Konfiguration widerspiegelt.

Aus quantitativer Sicht zeigt der Ausdruck des aerodynamischen Luftwiderstandes, dass er proportional zum Produkt aus der Luftdichte, dem Quadrat der Geschwindigkeit des Fahrers und der Fläche, die der Fahrer vor sich hat, ist.
Mit anderen Worten, der Radfahrer muss das gesamte Luftvolumen, durch das er fährt, buchstäblich „schieben“ und in Bewegung setzen.
Eine Verringerung der Luftdichte oder der Frontfläche kann daher den Luftwiderstand erheblich reduzieren.

Ein Radfahrer, der seinen Luftwiderstand reduzieren möchte, kann seine Frontfläche verringern, indem er eine flachere Position auf dem Fahrrad einnimmt, eine Strategie, die häufig von Profis bei Zeitfahren verwendet wird.
Der Luftwiderstandskoeffizient hängtnicht nur von der aerodynamischen Form des Fahrers und seines Fahrrads ab, sondern auch von den Details der Luftströmung um sie herum.

Die Forschung zeigt, dass die Bewegung des Radfahrers einen Überdruck vor ihm und einen Unterdruck hinter ihm erzeugt, die beide zum Luftwiderstand beitragen.
Darüber hinaus zieht der Radfahrer bewegte Luft über mehrere Meter in seinen Windschatten, was die aerodynamischen Interaktionen für die nachfolgenden Fahrer noch komplexer macht.

Bei Radfahrern in einer Gruppe wird der Effekt des Luftwiderstandes durch ihre relative Position in der Gruppe moduliert.
Wenn Sie z.B. bei Gegenwind in einer Reihe fahren, verringert sich der Luftwiderstand für die nachfolgenden Fahrer durch die Reduzierung von Über- und Unterdruck.
Der Effekt ist für die hinteren Fahrer stärker und hängt auch vom Abstand zwischen den Rädern und der aerodynamischen Position ab.

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Vertikale Ebene der Geschwindigkeitsverteilung um das Peloton herum

Verteilung der Geschwindigkeiten und des Drucks in der Umgebung von Radfahrern durch CFD-Simulation

Die Simulation zeigt die Ebenen der Geschwindigkeitsverteilung um die Radfahrer herum.
Da der Luftwiderstand proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist, können Sie bereits die günstigsten Bereiche des Feldes erkennen.

Vertikale Ebene der Geschwindigkeitsverteilung um das Peloton herum

Die scheinbare Luftgeschwindigkeit beträgt 15 m/s ( 54 km/h) für den Fahrer an der Spitze des Feldes, so dass er mehr Luftwiderstand verspürt als die Fahrer innerhalb des Feldes.
In der Tat können wir sehen, dass die effektiven Geschwindigkeiten innerhalb des Feldes niedriger sind, was den Luftwiderstand für die Fahrer im Feld verringert.
Die beiden folgenden Abbildungen veranschaulichen diese Aussage mit Luftgeschwindigkeiten und Druckverteilungen in der Draufsicht auf das Peloton.

Horizontale Ebene der Geschwindigkeiten im Peloton
Visualisierung der Höhe der horizontalen Ebene der Geschwindigkeiten

Die obige Abbildung zeigt, dass Radfahrer an der Spitze des Feldes auf höhere Luftgeschwindigkeiten treffen.
Im Gegensatz dazu haben Radfahrer, die weiter hinten und innerhalb des Feldes fahren, niedrigere Luftgeschwindigkeiten.
Die Radfahrer an der Spitze fungieren als Windbrecher und schützen die Radfahrer im hinteren Teil des Feldes, indem sie den Luftwiderstand verringern.
Dies hat eine direkte Auswirkung auf den Luftwiderstand, der von jedem Fahrer individuell empfunden wird.
Da diese Kraft proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist, kann man davon ausgehen, dass der Luftwiderstand bei den Fahrern an der Spitze des Feldes größer ist als bei den Fahrern am Ende des Feldes.

Man sagt auch, dass die Fahrer in der Mitte des Feldes von dem Sog profitieren, der von den Fahrern an der Spitze des Feldes erzeugt wird.
Dies kann man auf dem unten stehenden Druckplan sehen. Indem sie sich in den Windschatten der führenden Fahrer setzen, profitieren die Fahrer des Feldes von dem Unterdruck hinter ihnen, was den von ihnen selbst erzeugten Überdruck reduziert.
Dadurch wird der aerodynamische Widerstand für diese Fahrer erheblich reduziert. Dieses Sogphänomen ermöglicht es den Fahrern, hohe Geschwindigkeiten mit weniger Anstrengung zu halten, da sie von dem geringeren Luftwiderstand profitieren.

Plan des vitesses d'air pour un peloton de cyclistes du Tour de France, illustrant les résultats d'une simulation mécanique des fluides.
Horizontale Druckebene innerhalb des Zuges

In der Praxis ermöglicht die CFD-Simulationdie Optimierung der Position der Radfahrer, die Auswahl aerodynamischerer Ausrüstung und die Entwicklung effektiver Rennstrategien.
Bei Zeitfahrtechniken zum Beispiel können die Fahrer von diesen Simulationen profitieren, indem sie ihre Position auf dem Rad anpassen, um die Aerodynamik zu maximieren.

Die CFD-Simulation hilft bei der Bestimmung der optimalen Position, oft durch eine tiefere und gestrecktere Haltung, um die dem Wind ausgesetzte Stirnfläche zu minimieren.
Darüber hinaus können Radfahrer speziell für Zeitfahren entwickelte Fahrräder mit profilierten Rahmen und Vollgummirädern verwenden, die den Luftwiderstand weiter reduzieren.
Im Windkanal testen Radfahrer verschiedene Ausrüstungskonfigurationen, wie aerodynamische Helme und eng anliegende Anzüge, um diejenigen auszuwählen, die den geringsten Luftwiderstand bieten.

Die CFD-Simulation hat gegenüber Windkanaltests den Vorteil, dass sie Zeit und Geld spart.
Durch Anpassungen, die auf Simulationsdaten basieren, können Radfahrer wertvolle Sekunden oder sogar Minuten bei ihrer Gesamtleistung einsparen.
Radteams nutzen die Simulations- und Windkanaldatenauch zur strategischen Bildung von Gruppen, umdieSogwirkung zu maximieren und den kollektiven Luftwiderstand zu reduzieren.

Messung des Luftwiderstands in der CFD-Simulation

Im Folgenden wurden die Luftwiderstandskräfte auf jeden einzelnen Fahrer und damit die günstigsten Positionen im Peloton bewertet.
Die folgende Abbildung fasst den Prozentsatz des von einem Fahrer empfundenen Luftwiderstands im Vergleich zum Luftwiderstand des führenden Fahrers zusammen (der den maximalen Luftwiderstand mit einem Wert von 100% empfindet ).

Konkret zeigt die Karte den Prozentsatz des Luftwiderstandes, den jeder Fahrer im Peloton spürt, berechnet als Funktion des maximalen Luftwiderstandes, den der führende Fahrer spürt.
Radfahrer, die sich in günstigeren Positionen innerhalb des Feldes befinden, profitieren also von niedrigeren Luftwiderstandsprozenten, was auf eine deutliche Reduzierung des Luftwiderstands durch den Schutz der anderen Radfahrer hindeutet.
Radfahrer in der Mitte des Feldes müssen sich nur halb so stark anstrengen wie die Fahrer an der Spitze des Feldes.

Prozentualer Anteil des gefühlten Luftwiderstandes im Vergleich zum gefühlten Luftwiderstand des Führenden (100%)

Die Platzierungsstrategie von Radfahrern zur Minimierung des Luftwiderstandes

Im Allgemeinen empfinden alle Radfahrer im Peloton einen geringeren Luftwiderstand als der Fahrer an der Spitze.
Je weiter hinten sich ein Radfahrer im Peloton befindet, desto geringer ist sein Widerstand.
Diese Tendenz gilt auch für Fahrer in der Mitte des Feldes, die weniger Luftwiderstand spüren als die Fahrer am Rand des Feldes.
Die obige Abbildung zeigt, dass der durch den roten Kreis begrenzte Bereich für einen Radfahrer am Anfang des Rennens am vorteilhaftesten ist.
In diesem Bereich spüren die Fahrer nur 10% bis 20% des Luftwiderstandes des Führenden, bleiben aber nahe an der Spitze des Rennens.

Die Wahl des Platzes im Peloton basiert jedoch nicht nur auf energetischen Überlegungen.
Je weiter hinten sich ein Fahrer im Peloton befindet, desto anfälliger ist er für Akkordeon-Effekte, die durch die Beschleunigung an der Spitze verursacht werden, oder für mögliche Stürze.
Aus diesem Grund ziehen es die Spitzenreiter der Tour de France vor, in den vorderen Reihen zu bleiben, umgeben von ihren Teamkollegen.
Die Reduzierung des Luftwiderstandes ist dort immer noch sehr signifikant, aber sie können leichter auf eine plötzliche Beschleunigung der Gegner reagieren.

Vorticity-Feld

Die Vorticity ist ein Maß für die Rotation einer Flüssigkeit um eine lokale Achse.
Wenn sich ein Objekt, wie z.B. ein Radfahrer auf einem Fahrrad, durch ein Fluid wie Luft bewegt, stört es natürlich die Strömung dieses Fluids.

Diese Störung äußert sich in der Bildung von Wirbeln, Bereichen, in denen sich die Geschwindigkeit und die Richtung des Fluids ändern.
Diese Wirbel erzeugen Vorticity, eine Größe, die dieIntensität und den Ort dieser Rotationen charakterisiert.

Volumetrisches Vorticity-Feld um das Peloton herum

Die Anzeige des des volumetrischen Feldes der Vorticity unten können Sie sehen, dass es die Radfahrer sind, die das Fahrrad fahren. Fahrräder an der Spitze des Feldes. die die Strömung am stärksten stören, was zu einem höheren Wert führt. Dies führt zu einem höheren Luftwiderstand. Die Strömung ist also stärker.

Simulation CFD illustrant les phénomènes aérodynamiques autour d'un peloton de cyclistes, mettant en évidence les zones de traînée et les flux d'air.
Volumetrisches Vorticity-Feld um das Peloton herum

Das Randphänomen im Radsport

Fächerbildung: eine kollaborative Strategie, um dem Wind entgegenzuwirken und im Rennen zu bleiben

Eine komplexe, aber effektive Strategie, um sich vor Seitenwind zu schützen, ist die Bildung von Fächern.
Ein Läufer positioniert sich leicht zurück und seitlich des Läufers, der die Kraft aufbringt, und schützt sich so vor dem Wind.
Je stärker und seitlicher der Wind ist, desto mehr bewegt sich der Läufer seitwärts, um diesen Schutz zu nutzen.

Wenn ein Fahrer isoliert und dem Wind ausgesetzt ist, wird er als„am Rand“ bezeichnet oder alsan den Randgedrängt„.
Für den Fahrer wird die Anstrengung erheblich erschwert, oft bis zu dem Punkt, an dem er nicht mehr mit dem Feld mithalten kann.

Modèle 3D représentant un groupe de cyclistes en éventail double sur une route
Doppelfächer-Konfiguration der Radfahrer

Der Schlüssel zu dieser Strategie gegen den Wind ist die Bildung von Windfächern. Fächer.
Le coureur en tête se place du côté d’où provient le vent pour protéger ceux qui le suivent.
Par exemple, si le vent vient de gauche, le leader se positionne à
links der Straße.
Après avoir pris son
RelaisWährend er nach hinten in die Gruppe zurückfällt, nimmt er seine Anstrengungen zurück und lässt seine Teamkollegen von seinem Schutz profitieren, bevor er seinen Platz hinter dem letzten Läufer wieder einnimmt, in einer Position, in der er sich in der Nähe des letzten Läufers befindet. Im Windschatten.
Ce processus se répète, assurant une
kontinuierliche Drehung der Relais und einen optimaler Schutz vor Wind.

Überleben am Rand: Die subtile Kunst, sich als Gruppe vor dem Wind zu schützen

Es gibt zwei Arten von Fächern: einfache und doppelte Fächer.
Der einfache Fächer, der in einer einzigen Reihe organisiert ist, wird für kleine Gruppen verwendet, wie z.B. eine Ausreißergruppe von weniger als acht Fahrern oder ein Mannschaftszeitfahren.
Der Fahrer an der Spitze lässt nach seinem Wechsel nach, bleibt in Kontakt mit der aufsteigenden Gruppe, umfährt den letzten Fahrer und geht schnell wieder in Deckung.

Der Doppelfächer hingegen ist effektiver und besteht aus zwei Reihen: einer absteigenden und einer aufsteigenden.
Die absteigende Reihe, die aus den Läufern besteht, die ihre Ablösung übernommen haben, positioniert sich auf der Windseite, während die aufsteigende Reihe, die von der absteigenden Reihe geschützt wird, sich auf die Übernahme der Ablösung vorbereitet.
Diese Formation bietet einen kontinuierlichen Schutz für alle Läufer, da sie immer von der absteigenden Reihe oder dem vor ihnen liegenden Läufer geschützt werden.

Groupe de cyclistes professionnels en position éventail double pour affronter le vent, avec un schéma explicatif.
Schema und Bild eines Doppelfächers

Isolierte Fahrer: der Schlüssel zum Abhängen vom Peloton

Die Doppelfächerformation erfordert mindestens ein Dutzend Fahrer, um aufgestellt zu werden.
Im Wettkampf kann ein Team den Fächer enger machen, indem es einen starken Fahrer nahe am Straßenrand auf der windabgewandten Seite platziert, wodurch die Anzahl der geschützten Fahrer verringert und die Schwierigkeit für die Gegner erhöht wird.
Bei starkem Seitenwindkann diese Technik das Feld zerteilen, was zu spektakulären und rennentscheidenden Kanten führt.
Radfahrer, die es nicht schaffen, sich richtig in die Fächer einzufädeln, sind dem Wind direkt ausgesetzt, was zu einer drastischen Erhöhung des aerodynamischen Widerstands führt.
Dieser erhöhte Luftwiderstand entsteht durch die Unterbrechung des glatten und kontinuierlichen Luftstroms um die Fahrer herum, was zu Turbulenzen und erhöhtem Widerstand führt.

Fahrer, die sich imWindschatten des Fächers befinden, profitieren von einer deutlichen Reduzierung des Luftwiderstandes durch denWindschatten und den Seitenschutz, den ihre Teamkollegen bieten.
Andererseits müssen sich isolierte Fahrer viel mehr anstrengen, um ihre Geschwindigkeit zu halten, was dazu führen kann, dass sie aus dem Feld herausfallen.
Dieses Ungleichgewicht in der Verteilung der aerodynamischen Kräfte kann dazu führen, dass dasFeld in mehrere separate Gruppen zerfällt, was das Phänomen der Bordsteinbildung nicht nur taktisch entscheidend, sondern auch spektakulär macht.
Dieser aerodynamische Aspekt konnte dazu führen, dass führende Fahrer die Tour de France verloren.

CFD-Studie von gefächerten Radfahrern

Eolios untersuchte die Doppelfächerkonfiguration von 8 Radfahrern, wenn während eines Rennens ein Seitenwind auftritt.
Ziel der Studie war es, dieEffektivität der Fächerkonfiguration in solchen Situationen mit Hilfe von CFD zu bestätigen.

Das 3D-Modell der Radfahrer ist das gleiche wie zuvor und die untersuchte Konfiguration ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Simulation CFD montrant les vorticités générées par un groupe de cyclistes en formation éventail sur une route.
Volumetrisches Vorticity-Feld um fächerförmige Radfahrer

Die folgende Abbildung zeigt die Verteilung der Luftgeschwindigkeiten um die Radfahrer herum.
Die Luftgeschwindigkeiten um die geschützten Fahrer herum sind geringer.
Wie schon beim klassischen Peloton haben die geschützten Fahrer einen viel geringeren Luftwiderstand.

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CFD-Simulation der Aerodynamik von fächerförmigen Radfahrern

Die Berechnungen der Widerstandskräfte zeigen, dass die 6 geschützten Radfahrer im Durchschnitt 30% des Gesamtwiderstandesder beiden führenden Radfahrer spüren.
Diese 70%ige Verringerung des Luftwiderstandes beweist, dass das Doppelfächer-System auch bei Seitenwind effektiv ist.

Die Anzeige des volumetrischen Feldes der Vorticity zeigt, dass wie beim klassischen Peloton die Fahrer an der Spitze den Luftstrom am stärksten stören und am meisten von ihm beeinflusst werden.

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Volumetrisches Vorticity-Feld um fächerförmige Radfahrer

Leistungsoptimierung und Aerodynamik: Der Einfluss der CFD-Simulation im Radrennsport

Diese Studie über die CFD-Simulation eines Radrennens ist ein freiwilliger Schritt vonEOLIOS, um den technologischen Fortschritt und die konkreten Anwendungen von CFD im Radrennsport zu veranschaulichen.
Durch die Analyse von entscheidenden Aspekten wie dem aerodynamischen Widerstand und den strategischen Positionen der Fahrer (z.B. durch das Phänomen der Randzonen) konnten wir zeigen, wie diese Werkzeuge die Leistung optimieren und bei prestigeträchtigen Veranstaltungen wie der Tour de France bedeutende Wettbewerbsvorteile bieten können.

Mit dieser Initiative möchte EOLIOS nicht nur die Möglichkeiten der CFD-Simulation mit der breiten Öffentlichkeit und Radsportfans teilen, sondern auch ein tieferes Verständnis der wissenschaftlichen und technologischen Faktoren fördern, die diesen Sport beeinflussen.
Durch die Bereitstellung unserer Expertise und Innovationen in diesem Bereich hoffen wir, zurkontinuierlichen Verbesserung der Leistungen der Athleten und zurErweiterung des Wissens imBereich des Radrennsports beizutragen.

EOLIOS hofft, dass diese Studie zu weiteren Forschungen und Anwendungen der CFD in verschiedenen Sportbereichen und darüber hinaus anregen wird.

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Zusammenfassung der CFD-Simulationen eines Radfahrerfeldes der Tour de France

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