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CFD-Simulation und Tests

July 14, 2023

Wettkampfradfahrer optimieren jeden Pedaltritt, um reine Vorwärtsbewegung zu erzeugen.

Damit auf dem Rad eine präzise Vorwärtsbewegung entsteht, müssen mehrere Faktoren zusammenspielen – etwa Fitness, Leistung und Technik. Sie alle sind grundlegende Bausteine für mehr Speed.

Ganz gleich, welche Distanz du fährst: Eines wird sofort klar. Unabhängig von deinem Pedaltritt ist nicht entscheidend, wie stark du bist oder welches Rad du fährst. Entscheidend ist, wie gut du den Luftwiderstand um dich herum minimierst und wie mühelos du ihn durchdringst.

Ein fahrender Radfahrer drückt sich selbst in die Luft vor sich hinein und erzeugt so natürlichen Widerstand. Und je schneller er sich bewegt, desto stärker spürt er den Luftwiderstand. Viel Aufmerksamkeit gilt oft dem Rad, doch es ist anerkannt, dass der Körper des Radfahrers das größte Hindernis bei der Bewegung durch die Luft darstellt. Genau dort lassen sich folglich auch die größten aerodynamischen Effizienzgewinne erzielen.

Bis zu achtzig Prozent des Widerstands, den ein Radfahrer erzeugt, stammt vom Körper des Fahrers. Entsprechend musst du dich auf den Körper und das Profil des Fahrers konzentrieren, um den bestmöglichen aerodynamischen Vorteil zu erzielen.

Wir bündeln unsere Erfahrung, preisgekrönte Technologie und das Feedback unserer Profifahrer, WorldTour-Teams sowie unserer spezialisierten Aerodynamik-Berater. So konzentrieren wir uns auf Helme, Brillen und Bekleidung, die alle eine wichtige Rolle für bessere Aerodynamik spielen können. Und dafür gibt es viele Wege.

Computational Fluid Dynamics (CFD), 3D-Scanning, Tests auf der Bahn, Windkanaltests und WorldTour-Rennen fließen alle in unseren Forschungs- und Designprozess ein, um Produkte zu entwickeln, mit denen du müheloser durch die Luft schneidest, schneller fährst und dabei weniger Energie verbrauchst.

CFD-Simulationen lassen sich für verschiedenste Aufgaben und Branchen einsetzen, etwa in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Radsport. Um diese Forschung und Daten zu ergänzen, nutzen wir auch 3D-Scanning.

3D-Scanning für die aerodynamische Analyse ist eine Technik, mit der sich Form und Oberflächeneigenschaften von Objekten oder Flächen erfassen lassen, die mit Fluidströmungen interagieren. Dabei kommen 3D-Scanning-Technologien zum Einsatz, um eine digitale Darstellung der Objektoberfläche zu erstellen, die für aerodynamische Analysen und Simulationen genutzt wird.

Statisches Bild eines 3D-gescannten EF Education-EasyPost-Fahrers mit Procen-Helm.

Sogenannte „virtuelle Windkanäle“ sind Computersimulationen, die einen physischen Windkanal nachbilden. Mit virtuellen Windkanälen können wir die aerodynamischen Eigenschaften eines Radfahrers bestimmen. Indem wir jeden Fahrer in unterschiedlichen Fahrpositionen scannen, um „digitale Zwillinge“ zu erstellen, können diese 3D-Bilder im virtuellen Windkanal platziert und wiederholt getestet werden. Der Vorteil: Potenzielle Verbesserungen lassen sich einfach bewerten, indem die Körperpositionen digital angepasst werden.

CFD und 3D-Scanning sind entscheidende Werkzeuge, um unsere Ideen zu bestätigen. Häufig übertragen wir sie anschließend in die reale Welt – mit einer Kombination aus Tests auf dem Velodrom (Bahn), im Windkanal und vor allem mit dem Feedback professioneller Fahrer. All das verleiht Produkten in der Entwicklung eine zusätzliche Ebene der Validierung, damit sie auch in vielen anderen Bereichen überzeugen, etwa bei Belüftung, Sicherheit, Komfort und Aerodynamik.

Wie Monica Lindström, Leiterin der Apparel-Teams von POC, bestätigt: „Um den Einfluss des Körpers eines Radfahrers zu reduzieren, erforschen wir Gewebetechnologien, Materialentwicklung, die Platzierung von Panels und die Aerodynamik des Fahrers. Dabei müssen wir die zusätzliche Komplexität berücksichtigen, dass sich Radfahrer beim Klettern oder Sprinten oft auf dem Rad bewegen. Außerdem kann sich die maximale Belastung eines Radfahrers über mehrere Sekunden, Minuten oder Stunden und über aufeinanderfolgende Tage erstrecken. Das erfordert Stoffe und Materialien, die aerodynamisch sind und zugleich auch unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren.“

Aerodynamische Spitzenleistung erfordert neue Denkweisen und neue digitale Technologien, um Innovation und Forschung zu unterstützen.

So können wir auch weiterhin die Zukunft gestalten und dir helfen, mühelos durch die Luft zu gleiten!

Photos by: Jojo Harper & Dan King

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