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NewsRelease

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デジタルインパクトがさらに進化
ゴルフボール周辺の空気の流れを忠実に解析

2009/5

 
 
 SRIスポーツ(株)は、この度ゴルフギア開発のためのシミュレーション技術「デジタルインパクト2※1」において、アリゾナ州立大学(Arizona State University)とメリーランド大学(University of Maryland)、住友ゴム工業(株)と共同研究を行い、飛行中に刻々と変化するゴルフボール周りの空気の流れを従来よりもさらに詳細に解析するゴルフボールのDNS(Direct Numerical Simulation)技術を開発しました。今後、より飛ぶゴルフボールの開発にこの技術を活用して行きます。
 
 
今回のDNS技術から得られた画像の例。ゴルフボール周辺で空気の小さな渦が発生している。
(計算条件:空気の流れる速さを40m/s。ゴルフボールは非回転状態)
 
 今回のシミュレーション技術は、飛行中のゴルフボールが周辺の空気からどのようにして抗力※2を受け、どのようにディンプルを設計すれば抗力を小さくすることができるか、を見出すことを詳細に解析するために開発されたものです。
 
 ゴルフボールのように丸くて微細な凹凸がある物体周りの速い空気の流れを解析するには、ゴルフボール周りの空間を10億個以上の小さな領域に分割して計算する必要があり計算量が膨大で非常に困難でした。従って、従来はゴルフボール周辺の空間を数千万個の領域に分割し計算負荷を小さくしてシミュレーションすることが一般的でした。しかしながらこの方法ではディンプル一つ一つによって引き起こされる空気の乱れを極めて詳細、且つ忠実に解析することができず、ディンプルの設計に必要な情報を十分に得ることができませんでした。
 
 そこで、我々はアリゾナ州立大学(Arizona State University)、メリーランド大学(University of Maryland)、住友ゴム工業(株)との共同研究で、空気の流れを支配する方程式を直接計算する(Direct Numerical Simulation)方法の開発に着手しました。ボールが回転することによる境界条件の変化への対応方法や、多数のCPUで並列に計算を効率的に行う計算手法をゴルフボールの計算に特化して研究することで、今回のゴルフボールのDNS(Direct Numerical Simulation)技術を開発しました。
 
 これにより、「ゴルフボール表面で空気の小さな渦が発生している様子」や「個々のディンプルによって局所的に空気の乱れが起こっている様子」など、従来では得られなかった詳細な情報が得られるようになります。回転しているゴルフボールについては流速5m/sの計算に成功し、今後高速な流れの計算を進めて、より飛ぶゴルフボール開発のためのディンプル設計につなげていきます。
 
従来の技術で得られたディンプル周辺の空気の流れ DNS技術で得られたディンプル周辺の空気の流れ
 
※1デジタルインパクト:2001年に発表した「デジタルインパクト」は、ゴルフボールとゴルフクラブ、テニスボールとテニスラケットとのインパクトの瞬間を、1億分の1秒毎に解析するシミュレーション技術です。わずか1万分の5秒というインパクトの瞬間を、「止めて観る」「内部の様子を観る」「細部を拡大して観る」ことを可能にし、「ゼクシオ」に代表されるクラブやボールなどの開発に大きな成果をあげてきました。さらに、2005年からは解析領域をインパクトの前後やゴルファーの体とのかかわりにまで拡げ、スイング中のシャフトの挙動解析や打球音の予測など人の感性やフィーリングに係わる現象の解析に踏み込んだシミュレーション技術、また飛行中のゴルフボール周辺の空気の流れを解析する空力シミュレーション技術などを含む『デジタルインパクトII』に進化させました。
  
※2抗力:ゴルフボールの進行方向とは逆方向に発生する力。
 
 
画像のダウンロードは報道関係者の方のみとなっております。ご了承ください。
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