Numerisk beräkning av aerodynamisk instabilitet hos en volleyboll i flykt

Abstract

Float är ett aerodynamiskt fenomen inom volleyboll där en serve med minimal initial rotation kan leda till en oförutsägbar bana för volleybollen. I den här studien har aerodynamiken hos en volleyboll i flykt undersökts genom numeriska beräkningar i syfte att få en större förståelse för hur fenomenet float uppstår. Det har genom simuleringar av flykten, med hjälp av programvaran star-ccm+, jämförts hur hastighet, rotation, volleybollens paneler samt orientering påverkar uppkomsten av float. För detta har två kroppar med initialhastigheten 35ms−1 undersökts: en slät sfär och en traditionell volleyboll. I fallet med sfären undersöktes ett icke-roterande och ett roterande fall med vinkelhastigheten 2 rad s−1. Vid simulering av volleybollen har två olika orienteringar av panelerna undersökts. Samtliga fall uppvisar float, och hastigheten verkar vara den parameter som mest påverkar uppkomsten av float. Detta då de största avvikelserna i sidled hos bollbanan uppvisas kring de kritiska Reynoldstalen. Även bollens sömnad visade sig ha stor inverkan på virvelbildningen hos luften när den flödade längs med sömmarna, men inte när flödet gick tvärs över dem. Detta skulle kunna förklara volleybollens ökade luftmotstånd relativt sfärens. För att säkerställa samtliga resultat behövs dock en kompletterande statistisk analys.