JP2012135344A - ゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
【効果】ゴルフクラブのクラブヘッドの空力特性を実物モデルによる試験評価によらずに評価して、効率的にゴルフクラブを開発することができる。
【選択図】図1
Description
〔1〕 ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッド周囲の気流をコンピューターによる演算を利用して解析することにより該クラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定して、クラブヘッドの空力性能を評価するシミュレーション方法であって、
(A)コンピューターにおいて設定される仮想空間内に、評価対象のクラブヘッドモデルと、該クラブヘッドモデルの周囲を取り囲む気流仮想領域を設定し、
(B)上記気流仮想領域の下面に地面を想定した壁面を設定して気流仮想領域の下面を閉鎖面とし、クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを設定し、
(C)上記気流仮想領域を多数の格子区画で上記クラブヘッドモデルの表面から離間する方向に格子区画の体積が漸次増大するように区画し、
(D)上記気流仮想領域にクラブヘッドモデル前方から所定速度の気流が流入する状態を設定してこの状態を、スイングによって上記クラブヘッドモデルが大気中を上記所定速度で運動するときの状態として、上記気流仮想領域内に形成される気体流の速度、方向及び圧力を上記格子区画毎に算出し、
(E)各々の格子区画において算出された気体流の速度、方向及び圧力を積算して、上記気体流が発生した気流仮想領域内において上記クラブヘッドモデルに作用する力を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔2〕 ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッド周囲の気流をコンピューターによる演算を利用して解析することにより該クラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定して、クラブヘッドの空力性能を評価するシミュレーション方法であって、
(A)コンピューターにおいて設定される仮想空間内に、評価対象のクラブヘッドモデルと、該クラブヘッドモデルの周囲を取り囲む気流仮想領域を設定し、
(B)上記気流仮想領域の下面に地面を想定した壁面を設定して気流仮想領域の下面を閉鎖面とし、クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを設定し、
(C)上記気流仮想領域を多数の格子区画で上記クラブヘッドモデルの表面から離間する方向に格子区画の体積が漸次増大するように区画し、
(D)上記気流仮想領域にクラブヘッドモデル前方から所定速度の気流が流入する状態を設定してこの状態を、スイングによって上記クラブヘッドモデルが大気中を上記所定速度で運動するときの状態として、上記気流仮想領域内に形成される気体流の速度、方向及び圧力を上記格子区画毎に算出し、
(E)各々の格子区画において算出された気体流の速度、方向及び圧力を積算して、上記気体流が発生した気流仮想領域内において上記クラブヘッドモデルに作用する力を算出し、
(F)上記(A)〜(E)の操作を、上記クリアランス及び上記気流の速度を変えて繰り返し実施し、得られた各々のクリアランス及び気流の速度における結果をマッピングして予め基準マップを作成し、
(G)上記基準マップから、所定クリアランス及び所定速度におけるクラブヘッドに作用する力を推定することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔3〕 クラブヘッドの左右方向をx軸、上下方向をy軸、前後方向をz軸として、クラブヘッドに作用するこれら各軸方向の力を推定する請求項〔1〕又は〔2〕記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔4〕 上記気流仮想領域の下面に設定した地面を想定した壁面上に、芝生を想定した凹凸を設ける〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔5〕 ウッド型クラブヘッドの空力性能を評価する〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔6〕 〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のシミュレーション方法により得られた気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流による圧力分布を等圧線又は等圧面によって可視化して解析することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
〔7〕 〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のシミュレーション方法により得られる気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流の流線、流跡線、パーティクルトレース又はボリュームレンダリングを可視化して解析することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
本発明のシミュレーション方法は、ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッド周囲の気流をコンピューターによる演算を利用して解析し、該クラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定する方法である。
図1は仮想空間内にゴルフボールモデルと気流仮想領域を設定した状態の一例を示す概念斜視図、図2は図1のクラブヘッドモデルの中心を通る横断面図であり、格子区画の一例を示す概念図である。
(i)上記シミュレーション方法により得られた気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流による圧力分布を等圧線又は等圧面によって可視化して解析する、又は
(ii)上記シミュレーション方法により得られる気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流の流線、流跡線、パーティクルトレース又はボリュームレンダリングを可視化して解析することが可能である。
図6,7に示された形状のクラブヘッドモデルと、該クラブヘッドモデルの周囲を取り囲む気流仮想領域をコンピューターの仮想空間内に設定すると共に、該気流仮想領域の下面に地面を想定した壁面を設定して気流仮想領域の下面を閉鎖面とし、クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを50mmに設定して、図1に示したものと同様の気流仮想領域及びクラブヘッドモデルをコンピューターに設定した。この場合、気流仮想領域のサイズは、上下左右をそれぞれ1m、クラブヘッドモデルの前方の長さFを50cm、後方の長さBを1mとした。また、クラブヘッドモデルの左右方向をx軸、上下方向をy軸、前後方向(進行方向)をz軸として方向を定めた。
クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを10mmとしたこと以外は実施例1と同様にして、クラブヘッドモデルに作用するx軸方向、y軸方向及びz軸方向の力を算出した。結果を図5のグラフに示す。また、実施例1と同様にクラブヘッドモデル周囲の気体流による圧力分布を等圧線又は等圧面によって可視化し、また同気体流の流線を可視化した。圧力分布を図8に、流線を図9にそれぞれ示す。
図5のグラフに示されているように、地面とのクリアランスによってx軸方向、y軸方向及びz軸方向の力がそれぞれ変化しており、本発明のシミュレーション方法により, ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定して、クラブヘッドの空力性能を評価し得ることが確認された。従って、クリアランスを設定することにより、ティーを高くセットする人や低くセットする人等、ティーの高さ(スイング時の地面とのクリアランス)によってゴルフクラブが受ける力の影響を詳細に解析、評価することができる。
2 気流仮想領域
21 地面を想定した壁面
22 格子区画
Claims (7)
- ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッド周囲の気流をコンピューターによる演算を利用して解析することにより該クラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定して、クラブヘッドの空力性能を評価するシミュレーション方法であって、
(A)コンピューターにおいて設定される仮想空間内に、評価対象のクラブヘッドモデルと、該クラブヘッドモデルの周囲を取り囲む気流仮想領域を設定し、
(B)上記気流仮想領域の下面に地面を想定した壁面を設定して気流仮想領域の下面を閉鎖面とし、クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを設定し、
(C)上記気流仮想領域を多数の格子区画で上記クラブヘッドモデルの表面から離間する方向に格子区画の体積が漸次増大するように区画し、
(D)上記気流仮想領域にクラブヘッドモデル前方から所定速度の気流が流入する状態を設定してこの状態を、スイングによって上記クラブヘッドモデルが大気中を上記所定速度で運動するときの状態として、上記気流仮想領域内に形成される気体流の速度、方向及び圧力を上記格子区画毎に算出し、
(E)各々の格子区画において算出された気体流の速度、方向及び圧力を積算して、上記気体流が発生した気流仮想領域内において上記クラブヘッドモデルに作用する力を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。 - ゴルフクラブをスイングしたときのクラブヘッド周囲の気流をコンピューターによる演算を利用して解析することにより該クラブヘッドに作用する空気力学的な力を推定して、クラブヘッドの空力性能を評価するシミュレーション方法であって、
(A)コンピューターにおいて設定される仮想空間内に、評価対象のクラブヘッドモデルと、該クラブヘッドモデルの周囲を取り囲む気流仮想領域を設定し、
(B)上記気流仮想領域の下面に地面を想定した壁面を設定して気流仮想領域の下面を閉鎖面とし、クラブヘッドモデルと地面とのクリアランスを設定し、
(C)上記気流仮想領域を多数の格子区画で上記クラブヘッドモデルの表面から離間する方向に格子区画の体積が漸次増大するように区画し、
(D)上記気流仮想領域にクラブヘッドモデル前方から所定速度の気流が流入する状態を設定してこの状態を、スイングによって上記クラブヘッドモデルが大気中を上記所定速度で運動するときの状態として、上記気流仮想領域内に形成される気体流の速度、方向及び圧力を上記格子区画毎に算出し、
(E)各々の格子区画において算出された気体流の速度、方向及び圧力を積算して、上記気体流が発生した気流仮想領域内において上記クラブヘッドモデルに作用する力を算出し、
(F)上記(A)〜(E)の操作を、上記クリアランス及び上記気流の速度を変えて繰り返し実施し、得られた各々のクリアランス及び気流の速度における結果をマッピングして予め基準マップを作成し、
(G)上記基準マップから、所定クリアランス及び所定速度におけるクラブヘッドに作用する力を推定することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。 - クラブヘッドの左右方向をx軸、上下方向をy軸、前後方向をz軸として、クラブヘッドに作用するこれら各軸方向の力を推定する請求項1又は2記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
- 上記気流仮想領域の下面に設定した地面を想定した壁面上に、芝生を想定した凹凸を設ける請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
- ウッド型クラブヘッドの空力性能を評価する請求項1〜4いずれか1項に記載のゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシミュレーション方法により得られた気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流による圧力分布を等圧線又は等圧面によって可視化して解析することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシミュレーション方法により得られる気体流の速度、方向、圧力から、スイング中のクラブヘッドモデル周囲の気体流の流線、流跡線、パーティクルトレース又はボリュームレンダリングを可視化して解析することを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価シミュレーション方法。
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