[发明专利]跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法及装置

权利要求书

1.一种跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法，其特征在于，所述方法包括：

在考虑空气阻力与滑行摩擦力的情况下，建立跳台滑雪助滑道的起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程；

根据所述起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程，分别求解得到运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式、圆弧线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、三次幂函数线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式，以及起飞区的滑行速度与滑行距离之间的关系式；

根据所述运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式、圆弧线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、三次幂函数线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、起飞区的滑行速度与滑行距离之间的关系式，以及目标跳台助滑道的实际参数，计算运动员在圆弧线型过渡区的跳台滑雪助滑道上的最终滑出速度，以及运动员在三次幂函数线型过渡区的跳台滑雪助滑道上的最终滑出速度，以对比运动员在上述两种线型滑道的滑出速度；

根据目标跳台助滑道的实际参数，计算运动员在圆弧线型过渡区的跳台滑雪助滑道上滑行时受到的反作用力，以及运动员在三次幂函数线型过渡区的跳台滑雪助滑道上滑行时受到的反作用力，以对比运动员在上述两种线型滑道受到的反作用力变化情况。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，运动方向的动力学方程如下：

式中，m为滑板质量，M为运动员质量，a₁为起始区运动员加速度，g为重力加速度，γ为直线滑坡结构倾角，μ为摩擦系数，C_k为空气阻力系数，A为运动员与空气相对的正面投影面积，ρ_a为空气的密度，v为运动员相对空气的运动速度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆弧线型过渡区的动力学方程如下：

式中，F_N为支持力，m为滑板质量，M为运动员质量，g为重力加速度，θ为圆心角，为过渡区助滑道结构倾角，v为运动员相对空气的运动速度，R为圆弧半径，F_f为滑板与滑道之间的摩擦力，C_k为空气阻力系数，ρ_a为空气的密度，A为运动员与空气相对的正面投影面积，t为滑行时间。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三次幂函数线型过渡区的动力学方程如下：

式中，m为滑板质量，M为运动员质量，g为重力加速度，θ为圆心角为过渡区助滑道结构倾角，μ为摩擦系数，v为运动员相对空气的运动速度，ρ为三次幂函数曲率半径，C_k为空气阻力系数，ρ_a为空气的密度，A为运动员与空气相对的正面投影面积，t为滑行时间。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起飞区的动力学方程如下：

式中，m为滑板质量，M为运动员质量，a₂为过渡区运动员加速度，α为助滑道起飞区结构倾角，C_k为空气阻力系数，A为运动员与空气相对的正面投影面积，ρ_a为空气的密度，v为运动员相对空气的运动速度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式如下：

式中，v₁为运动员在起始区末端滑行速度，C_k为空气阻力系数，ρ_a为空气的密度，A为运动员与空气相对的正面投影面积，m为滑板质量，M为运动员质量，γ为直线滑坡结构倾角，g为重力加速度，μ为摩擦系数。