Wielermannequins voor aerodynamica testen

In het professionele wielrennen worden mannequins gebruikt voor aerodynamische metingen in windtunnels. Het voordeel van mannequins is dat er een standaardpositie kan worden ingenomen welke gedurende de verschillende testen niet verandert zoals ,een echt persoon wel zou doen, waardoor testresultaten goed vergelijkbaar zijn. Daarnaast is het ook een logistiek en praktisch voordeel om een mannequin te gebruiken voor de testen in plaats van echte wielrenners met een overvolle agenda.

Wielermannequins hebben zichzelf al bewezen maar er zijn nog altijd verbeteringen mogelijk om het gebruik van de mannequins verder te optimaliseren. Hierbij denken we aan praktischer in het gebruik, meerdere posities voor dezelfde mannequin, een automated workflow voor het verwerken van een 3D scan naar fysieke mannequin en geoptimaliseerd gebruik van materialen.

Doel samenwerking en kennisontwikkeling

Het doel van het project is het procesontwerp om van een 3D-scan van een wielrenner een life-size fysiek wielermannequin te maken in meerdere posities. Deze mannequin moet tegen een stootje kunnen en praktisch zijn in het gebruik van aerodynamica testen.

Samenwerking en kennisontwikkeling

De kennisontwikkeling vond plaats als samenwerking tussen Team DSM, Fieldlab UPPS (Industrieel ontwerpen, TU Delft), en Aerodynamica (Lucht en Ruimtevaart, TU Delft).

Door het combineren van praktische sportkennis en onderzoek is het mogelijk geweest om tot een nieuw ontwerp te komen voor het testen van aerodynamica van een mannequin in de wind tunnel.

Tijdens het studentenproject zijn 10 renners gescand op een koersfiets en op de tijdritfiets. Een gewogen gemiddelde is gemaakt per positie om een generieke mannequin op een tijdritfiets en op de wegfiets te maken.

Er zijn modellen gegenereerd en deze worden als open-source modellen gedeeld en 3D geprint. De generieke modellen zullen dienen als een golden standard voor aerodynamica onderzoeken in zowel CFD als wind tunnel analyses. Hierdoor kunnen verschillende onderzoeksinstituten research met elkaar vergelijken.

Tijdens het project is een mannequin prototype geprint om technieken te onderzoeken voor het praktische gebruik van de uiteindelijke mannequins. De mannequin moest makkelijk handelbaar zijn, verschillende fietskleding kunnen dragen en goed aan de fiets bevestigd kunnen worden.

Bovenstaande engineeringvraagstukken zijn behandeld en vervolgens is een prototype is gemaakt, dat uit verschillende segmenten bestaat waardoor het makkelijk te hanteren en vervoeren is.

Na het fieldlabs UPPS project is de productie van de mannequins gestart en zijn de laatste details aan de virtuele modellen verbeterd. Het uiteindelijke doel is om de eerste CFD en windtunnel testen te starten in april 2023.