影响铁饼飞行远度因素的定量分析

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1、第30卷第5期广州体育学院学报Vo1．30No．52010年9月JournalofGuangzhouSportUniversity影响铁饼飞行远度因素的定量分析王倩(广州体育学院，广东广州510500)摘要：通过查阅文献资料和获得实验数据，建立数学模型并进行铁饼飞行轨迹的计算机仿真，对影响铁饼飞行远度的因素进行了计算和定量分析，得出了铁饼飞行的初始条件与飞行远度-e．．N的定量关系，深化了对铁饼的初速度、出手角度、初始攻角、自转角速度等决定飞行远度的因素的认识。关键词：田径；投掷铁饼；计算机仿真中图分类号：G824．2文献标识码：A文章编号：1007—323X(2010)05—

2、0083—03QuantitativeAnalysisabouttheFactorsAfectingtheDistanceoftheDiscusFlightWANGQian(GuangzhouSportUniversity，Guangzhou510500，China)Abstract：Byliteraturereviewandgainingtheaerodynamicdataofthewindtunnelexperiment，thispaperestablishesmathe—maticalmodelandcarriesonthecomputersimulationofthed

3、iscusflighttrajectory．Theflighttrajectoryofthediscusandthethrowingrangewerecalculatedbyquantitativeanalysis，anditobtainedthequantitativerelationshipsbetweentheinitialcondi—tionsofthediscusflightandflightdistance．Italsodeepenstheunderstandingoftheinitialvelocityofdiscus，theinitialangleofattac

4、k，theangularvelocityofthediscusrotationandthefactorsdeterminingthedistancesofthediscusflight．Keywords：athletics；discusthrowing；computersimulation掷铁饼是一个古老的运动项目，相传在古代奥运采用风洞实验和计算机仿真的方法，可以对上述内会中，掷铁饼就是其中的一个比赛项目，在现代奥运容进行多因素的定量研究和分析，并给出较为科学的会田径比赛中，掷铁饼是正式比赛项目。结果。铁饼是一个扁平体，具有流线体的外型，在器械1研究对象与方法飞行时不仅会有一

5、定阻力，还可以产生升力，当具有良好的飞行姿态时，可以飞行得较远。但目前国内田1．1研究对象本文的研究对象是符合国际国联比径教材和所查阅的文献中见到的分析论述¨对影响赛规则规定的男女铁饼，其中男子铁饼重2kg，女子铁铁饼飞行远度的因素尚未做出全面、准确的分析，也饼重1kg。未对其相互关系进行深入探讨，只是做了一般性的描1．2文献资料法在中国期刊网上对1990年以来国述，既无定量的数据，也无定性的结论。甚至有的研内体育核心期刊和二级体育期刊进行了文献检索，共究对运动员比赛中的掷铁饼成绩与出手速度的测试查到了98篇有关掷铁饼的论文和文章以及多部田径数据进行单一的统计回归分析J，得出了

6、不合乎科学著作和教材，并对其进行阅读和分析。的结果。根据目前流体力学和飞行力学的基本理论，1．3计算机仿真建立模拟铁饼飞行轨迹的数学模收稿日期：2010—01—11作者简介：王倩(1956一)，江苏人，教授，博士，硕士生导师研究方向：田径教学与训练83广州体育学院学报第3O卷型，进行计算机仿真计算，铁饼飞行的部分初始条件从图2中可见，在其他飞行初始条件相对不变的及正方向规定见图1。在图1中，Vo为铁饼飞行的初情况下，铁饼初速度与铁饼飞行远度基本上为线性相始速度，简称初速度，Bo为铁饼的出手角度，Ao为铁关的关系，在出手角度Bo为36。时，初速度Vo从22饼飞行的初始攻角，Wo为

7、铁饼飞行的初始转动角速m／s增至27m／s，男子铁饼的最大飞行远度也从度，Ho为铁饼的出手高度。铁饼的空气动力学参数取50．10m增至74．32m，女子铁饼的最大飞行远度从自蔡国华等人的实验报告和平板模型的空气动力48．92m增至70．78m，这意味着初速度每增长1m／s，学理论。男饼的飞行远度平均增加4．84m，女饼平均增加4．37m，由此可见，提高铁饼的初速度是提高铁饼飞行远度2结果与讨论的最重要条件，如果不具备这一条件，即使其他条件通过计算机的仿真计算表明，影响铁饼飞行远度达到最佳组合