Aerodynamik Mit Simulation aufs Siegertreppchen

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Sportsimulationstechnologie bringt Radfahrer auf ein neues Niveau: Ganze Abteilungen in Sportorganisationen widmen sich heute dem Thema Daten, um ihren Teams einen Vorsprung zu verschaffen. Auch das Team von Vingegaard, Gesamtsieger der Tour de France 2022, setzte auf Simulation.

Datentechnologie ist heute in der Sportwelt allgegenwärtig - von „Sabermetrics“ im Baseball mittels objektiver Anhaltspunkte bis hin zu Technologien wie dem optischen Tracking, das in der Fußball- und Basketballwelt eingesetzt wird. Daten und die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um die Strategie und Entscheidungsfindung von Teams zu optimieren. Ganze Abteilungen in Sportorganisationen widmen sich heute der Nachverfolgung, Aufzeichnung, Modellierung und Umsetzung von Daten, um ihren Teams jedes erdenkliche Werkzeug an die Hand zu geben, das ihnen einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz verschafft.

Die Rennstrecke: La Grande Boucle

Die diesjährige Tour de France war keine Ausnahme. Das weltberühmte Fahrradrennen ist eine der kultigsten Veranstaltungen des Sports. In der Welt des Radsports ist es der Höhepunkt – ein höchst anstrengendes Rennen, das sich über 3.350 Kilometer erstreckt. In diesem Jahr starteten die Teilnehmer in Kopenhagen und fuhren quer durch Frankreich, sie meisterten neun Bergetappen in den Alpen und den Pyrenäen und endeten auf der Champs-Elysées in Paris. Die Teilnehmer an der Spitze der Tour gehören daher zu den fittesten Athleten der Welt.

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Um zu gewinnen, sind ein hohes Maß an Training, Entschlossenheit, Widerstandsfähigkeit und Ausdauer erforderlich. Die Teams studieren auch sorgfältig die Strecke, das Gelände und die möglichen Wetterbedingungen jeder Etappe, um zu bestimmen, wo die optimale Position “im Schwarm“ für den Fahrer ist. Doch all dies reicht nicht mehr aus, um sich von den anderen Fahrern abzusetzen. Daten – und insbesondere Simulationen – spielen eine immer wichtigere Rolle, wenn es darum geht, den Teams einen Vorteil in ihrem Streben nach Ruhm zu verschaffen.

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Die Tour de Force des Teams Jumbo-Visma

In diesem Jahr zeigte das Team Jumbo-Visma sowohl bei den Männern als auch bei den Frauen eine beeindruckende Leistung: Jonas Vingegaard gewann das Männerrennen und Marianne Vos holte sich das Grüne Trikot für die meisten Punkte und führte fünf Etappen bei den Frauen an. Bei den Männern nutzte das Team Jumbo-Visma den umfassenden Einsatz von Simulationen, um das Talent von Vingegaard voll auszuschöpfen und La Grande Boucle zu gewinnen.

Energiefresser Nummer 1: Luftwiderstand

Der Kampf gegen den Luftwiderstand macht bis zu 90 Prozent der von den Athleten aufgewendeten Energie aus. Das Team Jumbo-Visma arbeitet mit einigen der besten Aerodynamik-Experten der Welt zusammen, wie Professor Bert Blocken von der Technischen Universität Eindhoven (TU/e) und der KU Leuven, und setzt Simulationen ein, um die Leistung durch bessere Aerodynamik zu optimieren. Es ging darum, riesige, komplexe Gleichungssysteme mit Millionen von Unbekannten zu lösen, um die Leistung zu verbessern. Dies ermöglichte es ihnen:

• Die Position der Radfahrer auf ihren Rädern zu untersuchen und anzupassen, um den Luftwiderstand für jedes Teammitglied zu bewerten, wobei die Körperposition jedes Radfahrers und die verschiedenen Windbedingungen berücksichtigt werden.

• Die relativen Positionen der Athleten in einer Gruppe während des Rennens zu verändern, um den Luftwiderstand der Radfahrer zu verringern.

• Den Einfluss der einzelnen Komponenten des Fahrrads, der Ausrüstung und des Athleten zur Gesamtleistung jedes Fahrers zu bewerten.

3D-Scannen der Athleten sichert Modellgenauigkeit

Die Körper der Athleten des Teams Jumbo-Visma wurden gescannt, um sicherzustellen, dass ihre exakten physischen Formen in die Simulation einfließen; von zwei Fahrern wurden sogar Schaufensterpuppen in Originalgröße für weitere Tests im Windkanal erstellt. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Modelle sehr genau sind und durch experimentelle Messungen validiert werden.

Denn schon eine kleine Abweichung kann dazu führen, dass auf jedem Kilometer wertvolle Sekunden verloren gehen, was sich bis zum Ziel zu erheblichen Defiziten summieren kann. Sobald die optimalen Bedingungen gefunden sind, entwickelt das Team anhand der gewonnenen Erkenntnisse gemeinsam mit den Fahrern eine Strategie, die es ihnen ermöglicht, ihre Leistung in jeder Situation zu maximieren.

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Teamwork: Wissenschaft und Sportler

Das Motto des Teams Jumbo Visma lautet ‚Samen winnen‘ (Niederländisch für ‚gemeinsam gewinnen‘). Von den Spitzenfahrern über ihre Begleitfahrer bis hin zu den Strategen, den Trainern und ihren Partnern tragen alle zum Erfolg des Teams bei. Dieses Jahr hat sich Simulation als ein entscheidendes Rädchen im Getriebe erwiesen. Vom Design über die Herstellung bis hin zur Leistung hat Simulation Türen geöffnet, die nie zuvor zugänglich waren.

Dank der technologischen Entwicklungen ist das Training im Sport heute viel stärker auf Daten gestützt. Die Ergebnisse können für verschiedene Bedingungen vorhergesagt werden, bestimmte Bereiche können gezielt verbessert werden, und durch geringfügige Anpassungen kann eine Zielzeit um Sekunden verkürzt werden. Weltrekorde werden weiter gebrochen. Wer weiß, vielleicht besteht die Zukunft des Sports darin, dass Technologie die Grenzen der menschlichen Fähigkeiten weiter verschiebt?

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* Thierry Marchal, Program Director Healthcare Solutions bei Ansys.

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