Ansys aiuta Speedo a vincere alle Olimpiadi di Pechino

La maggior parte delle medaglie vinte e dei record battuti alle Olimpiadi di Pechino sono stati ottenuti da atleti che indossavano costumi progettati in parte con il software Ansys. Il rivoluzionario costume LZR RACER di Speedo dispone di pannelli che riducono l’attrito posizionati in base ai risultati dell’analisi fluidodinamica simulata con tecnologia Ansys. Il software è stato utilizzato per guidare, testare e rifinire il design del costume. Ventitré dei venticinque record mondiali, 47 medaglie d’oro e l’89% di tutte le medaglie nel nuoto sono state vinte da atleti che indossavano il costume Speedo LZR RACER. Anche prima delle Olimpiadi, nel 2008 sono stati infranti 52 record mondiali, 48 dei quali ottenuti grazie al costume della Speedo. In effetti, solo una settimana dopo la presentazione del LZR RACER lo scorso febbraio, gli atleti che lo indossano avevano già battuto 3 record mondiali.

“Le statistiche parlano da sole e siamo molto orgogliosi di essere stati strategici nello sviluppo di un prodotto che ha permesso agli atleti di ridurre i loro tempi di competizione”, ha dichiarato Chris Reid, vice president marketing in ANSYS. “Sin dalle prime fasi della collaborazione con Speedo, avevamo anticipato che il nostro coinvolgimento avrebbe contribuito al loro successo. Grazie alla potenza della nostra soluzione di simulazione, il team di sviluppo è stato in grado di effettuare un maggior numero di analisi ‘what if’ prima di passare ai prototipi. Oltre a questi vantaggi sperimentali, il nostro software ha fornito ai ricercatori una maggiore comprensione delle forze in gioco, rivelando modi per ridurre l’attrito. Si tratta di un esempio reale di come la simulazione possa portare innovazione e contribuire al successo di un’azienda”.

Un esperto di fluidodinamica, lo scomparso Barry Bixler, si è avvalso del software ANSYS® per simulare il flusso dell’acqua intorno al corpo virtuale di un nuotatore. I ricercatori hanno utilizzato i risultati della simulazione per identificare aree di attrito passivo – la frizione prodotta dal nuotatore quando è in posizione allungata, quella che assume dopo il tuffo iniziale e in seguito a ogni virata. Questa posizione rappresenta circa il 30% di una gara e, ridurre l’attrito in questa fase, è critico in una situazione competitiva. I risultati della simulazione indicavano aree di maggior resistenza sul corpo dell’atleta come ad esempio sul torace. Ed è stato proprio questo studio a guidare il posizionamento dei pannelli sullo Speedo LZR RACER, sezioni di materiale a basso attrito che riducono la frizione del 24% rispetto al materiale di base del costume. Nei test, i nuotatori hanno visto un aumento della velocità del 4% nelle fasi di partenza, sprint e virata rispetto al costume tradizionale. I risultati di Speedo mostravano che LZR RACER era il costume più veloce del mondo: i pannelli assicurano un attrito del 38% inferiore rispetto ai materiali tradizionali e del 10% inferiore al modello Speedo FASTSKIN FSII, lanciato nel 2004 in occasione delle Olimpiadi di Atene.

Collaborando con gli esperti di ANSYS e dell’università di Nottingham, Bixler si è servito delle analisi per identificare le aree in cui si verificano gli attriti skin e form. Il primo è inerente nelle proprietà di qualsiasi materiale su cui scorre un fluido e alle condizione dei flussi (in particolare la velocità). E’ indotto dal gradiente di velocità locale che crea una forza generata dalle proprietà viscose del fluido. La seconda risulta dal corpo dell’atleta che si sposta all’interno del liquido: l’obiettivo è quello di rendere il percorso il più liscio e indisturbato possibile, riducendo l’attrito. Le simulazioni di fluidi hanno utilizzato tecniche di meshing layer boundary con il software ANSYS e prodotto dettagli sul flusso dei fluidi utilizzando le geometrie precise dei nuotatori più noti.

Il progetto, che ha richiesto tre anni, ha visto il coinvolgimento di diverse realtà. Tra i partner che hanno preso parte c’è la NASA, il cui tunnel del vento ha permesso di valutare l’attrito di diversi materiali, l’università di Otago in Nuova Zelanda che ha esaminato l’attrito e misurato le prestazioni dell’economia del nuoto nel test water flume; e il noto team di scienza dello sport dell’Australian Institute of Sport che ha messo in pratica i risultati dei test.

“Il collegamento tra i leader nel settore dello sport e ANSYS è inevitabile. Molte organizzazioni competono, ma sono poche quelle che raggiungono l’eccellenza, e il margine di separazione può essere realmente risicato. Per esempio, in una delle finali di nuoto il nuotatore Michael Phelps ha vinto per un centesimo di secondo”, ha commentato Jim Cashman, presidente e CEO di ANSYS. “Ci sono innumerevoli opportunità per fare ancora di più con la simulazione e analizzare il nuotatore lungo l’intera gara. Il successo ottenuto guardando all’attrito passivo apre il campo a più complesse simulazioni multifisiche, in particolare con l’evoluzione dei costumi Speedo ma in generale con la proliferazione di applicazioni sportive”.

Il costume LZR RACER di Speedo ha giocato un ruolo di primo piano alle Olimpiadi di Pechino. Il fenomeno americano Phelps si è aggiudicato 8 medaglie d’oro con questo costume che gli ha consentito di battere il record di Mark Spitz, in essere da 36 anni, trasformandolo nel più grande atleta olimpico di tutti i tempi.