水球运动中动体运动最优模式研究

作     者：唐椿琛 连江滨 徐安源 王颖 王嘉才 Chunchen Tang;Jiangbin Lian;Anyuan Xu;Ying Wang;Jiacai Wang

作者机构：江苏科技大学理学院江苏镇江 

出 版 物：《建模与仿真》 (Modeling and Simulation)

年 卷 期：2024年第13卷第3期

页      面：2943-2953页

学科分类：0403[教育学-体育学] 04[教育学] 

基　　金：国家自然科学基金11547024资助 

主　　题：动力学原理 蹬水频率 人体四刚体模型 遗传算法 

摘      要：水球(Water polo),又称为“水上足球,是一种结合游泳、手球和排球在水中进行的集体球类运动。在进行其中动体双腿水中运动维持平衡的研究,有必要从理论分析水球运动员在水中保持平衡的受力情况和基本的力学规律,以得到一正常体型(胖瘦)的成人如果使得双臂能够在水面之上,双腿在最低身体能耗条件下需要交替下蹬(踩水)的频率。基于水球运动员踩水的一般规律,本文通过动力学分析和运动学分析,建立了人体的四刚体模型。针对该模型,本文参考HANAVAN等人对人体动力学研究中的相关数据,对模型中的未知参数进行求解,得到了一个确定的模型。为了得到最低蹬水频率,使水球运动员保持最低身体能耗,本文采用遗传法并以蹬水频率作为个体的适应度,对其进行求解。为了验证模型的稳定性与可靠性,本文将遗传算法求解的结果进行灵敏度分析,分析得出使人体保持稳定的最低踩水频率为2.5 Hz。