[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: 3D-geprinte mannequin van Tom Dumoulin in windtunnel moet seconden winst opleveren

From: Michel van Baal <M.vanBaal@xxxxxxxxxx>
To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Thu, 14 Jul 2016 09:10:39 +0000

[AEROTEST-TU DELFT-36420]3D-geprinte mannequin van Tom Dumoulin in windtunnel
moet seconden winst opleveren

Tom Dumoulin gaat de grote tijdrit in de Tour de France op vrijdag 15 juli
rijden in een nieuw pak, ontwikkeld door Team Giant-Alpecin en de TU Delft. De
universiteit gebruikte bij het onderzoek naar de aerodynamica van het
tijdritpak een bijzondere methode: het lichaam van Dumoulin werd eerst gescand
en op basis daarvan werd er een 3D-mannequin van hem geprint. De luchtweerstand
van deze mannequin, met steeds verschillende pakken aan, werd vervolgens in de
Delftse windtunnel doorgemeten en geoptimaliseerd.

Precieze maten
Een (nog) betere aerodynamica is een van de punten waar nog winst is te boeken
voor professionele wielrenners. Dat zit hem deels in de houding van de renner
op de fiets maar ook een nóg beter gestroomlijnd outfit kan hierbij helpen.
Reden voor Team Giant-Alpecin om zich samen met wetenschappers van de TU Delft
te richten op een verbeterd wielrenpak. 'Bij wielrennen - en met name in de
tijdrit - draait het om seconden, zelfs wanneer een sneller pak maar een kleine
tijdwinst kan opleveren kan het een groot verschil maken', zegt Tom Dumoulin.
Het verschil tussen Tom Dumoulin en de nummer twee in de proloog van de Giro
d'Italia betrof immers slechts 22-duizendste van een seconde.
Wetenschappelijk gezien zou je een renner het liefst onbeperkt beschikbaar
hebben om hem uitgebreide windtunneltesten te laten doen en specifiek voor hem
het ideale pak te maken. Maar je kunt een professionele renner niet wekenlang
in een windtunnel zetten. Het idee dat vervolgens aan de TU Delft werd geboren,
was om niet de renner zelf, in dit geval Tom Dumoulin, maar een mannequin met
de precieze fysieke maten van Dumoulin te gebruiken in de windtunnel.
Een nog belangrijker voordeel van het gebruik van een mannequin in de
windtunnel: deze zit perfect stil, waardoor de metingen van de luchtstromingen
rond het lichaam veel nauwkeuriger en sneller kunnen worden uitgevoerd.

Tijdrit Tour de France
Het project is gericht op het tijdritoutfit voor Tom Dumoulin, een van de beste
tijdrijders ter wereld. Het nieuwe, verbeterde, outfit wordt gebruikt in de
grote tijdrit van vrijdag 15 juli in de Tour de France. 'Om het pak meer
aerodynamisch te maken zijn verschillende stappen doorlopen. Eerst is het
lichaam van Dumoulin nauwkeurig gescand. Daarna is op basis van die gegevens
een precieze mannequin op ware grootte 3D geprint. Met deze mannequin zijn
vervolgens de metingen met verschillende pakken en materialen gedaan in de
windtunnel van de TU Delft', legt dr. Daan Bregman van het Sports Engineering
Institute van de TU Delft uit.
[cid:image010.png@01D1DDBC.8A53C170]<https://www.youtube.com/watch?v=TBEagWWFkuA&feature=youtu.be>

Scannen Tom Dumoulin
[Tom Dumoulin 10]Dr. Jouke Verlinden van de Delftse faculteit Industrieel
Ontwerpen hield zich vooral bezig met het vervaardigen van een goede mannequin.
'Stap 1 is daarbij het nauwkeurig scannen van de renner. Het scannen hebben we
uitbesteed aan een gespecialiseerd bedrijf (th3rd). Ze werken met een
fotogrammetrische methode. Kort gezegd maak je hierbij met 150
spiegelreflexcamera's op één moment uit allerlei hoeken foto's van het te
scannen lichaam. Voor Tom Dumoulin was dat een kwestie van een half uurtje,
maar voor ons begon het toen pas.'
'Door al die digitale beelden heb je namelijk te maken met een enorme
hoeveelheid data. En daar moet je handig mee omgaan, door het slim opdelen van
de bestanden bijvoorbeeld, de zogenoemde 3D-segmentering. Ook moet je goed
kijken waar de nauwkeurigheid van de scan en de latere print er wat minder toe
doen. Op die plekken kun je de hoeveelheid benodigde data immers sterk
beperken. Als je alles overal tot op de micrometer precies wilt doen, ben je
later veel te veel tijd kwijt met het printen.'

3D-printen mannequin
De volgende stap in het proces is het maken van de mannequin. Hierbij is
gekozen voor 3D-printen. '3D-printen wordt steeds beter, goedkoper en dus
bereikbaarder. We gebruiken eigenlijk een hele gewone 3D-printer, die wel
relatief snel kan printen. Door een relatief simpele aanpassing kan de printer
tot wel 2 meter hoog gaan. We hebben de mannequin in ongeveer 50 uur geprint,
en met een nauwkeurigheid van 20 micrometer. De gebruikte techniek is Fused
Depositon Modelling, waarbij laagje voor laagje (plastic) een model wordt
opgebouwd.'
'We hebben de mannequin overigens in acht onderdelen geproduceerd, op
verschillende printers tegelijkertijd. Je moet namelijk niet vergeten dat de
onderdelen ook nog moesten kunnen bewegen ten opzichte van elkaar om hem in een
realistische houding op de fiets te krijgen. En het moest uiteraard mogelijk
zijn om de mannequin een pak aan te trekken. Je kunt de acht onderdelen  via
eenvoudige pen-gat-verbindingen aan elkaar bevestigen.'

[cid:image006.jpg@01D1DDBD.F2120640]<https://www.youtube.com/watch?v=DHgajWihx4I&feature=youtu.be>[AEROTEST-TU
DELFT-36445]

Naar de windtunnel
Vervolgens ging de mannequin van Dumoulin naar Wouter Terra, promovendus bij de
faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft. Hij voerde met
verschillende pakken en materialen diverse metingen uit in de windtunnel van de
TU Delft. 'Je zou verwachten dat hoe gladder een stof is hoe lager de
weerstand', aldus Terra. 'Maar dat is niet altijd zo. Zeker niet als we de
luchtstroming rond een stompe, niet gestroomlijnde vorm, bekijken, zoals het
lichaam van een wielrenner.' Waarom een ribbelpatroon op bepaalde plekken beter
presteert? ' In het kort komt het hier op neer:  de luchtweerstand bestaat uit
twee delen; één: wrijvingsweerstand en twee: drukweerstand', legt Terra uit.
'Door de ruwheid van het ribbelpatroon zal de wrijvingsweerstand hoger worden,
maar de drukweerstand kan drastisch omlaag gaan. Netto gaat de luchtweerstand
dan omlaag. Een uitgekiende combinatie van ruwe en gladde plekken op een pak
zal op het totaal aan luchtweerstand wellicht maar een half procent schelen,
maar dit kan precies die paar seconden opleveren die het verschil betekenen
tussen winst en een top-10 plaats', zo schat de promovendus in.
'Omdat onderzoek laat zien dat de compositie en structuur van de stof van een
wielrenpak van significante invloed is op de luchtweerstand zijn we gaan
onderzoeken hoe we ons tijdritpak zouden kunnen verbeteren', vertelt Teun van
Erp, wetenschappelijk expert van team Giant-Alpecin.

Cilinders
'We hebben in de windtunnel eerst alle beschikbare stoffen van Etxeondo (de
kledingleverancier van Team Gaint-Alpecin) getest op een cylinder, dit omdat de
bovenarm, het onderbeen, en het bovenbeen hiermee grote gelijkenis vertonen',
zegt Terra. 'Deze informatie gaf een goed inzicht in welke stoffen het best
toegepast konden worden op de verschillende lichaamsdelen.'  Met de best
presterende stoffen, en variatie in ruwheid en patronen, hebben de aerodynamica
onderzoekers vervolgens verschillende pakken gemaakt, die op de 3D geprinte
mannequin van Tom Dumoulin in de windtunnel zijn getest op weerstand.  Speciaal
is ook de gebruikte techniek om die luchtstromingen in beeld te brengen.
Hiervoor is PIV (Particle Image
Velocimetry<https://www.youtube.com/watch?v=7uuEmuWuC1A>) gebruikt: de beweging
van speciale kleine deeltjes in de luchtstroom wordt geanalyseerd om een
totaalbeeld te krijgen van de stroming. 'Voor onderzoek op de schaal van een
wielrenner hebben we daar een innovatieve techniek aan toegevoegd; er zijn
zeepbelletjes gevuld met helium gebruikt om de stroming in beeld te krijgen en
goed te kunnen meten.'
[AEROTEST-TU DELFT-36430]Tijdwinst
Terra verwacht dat het nieuwe tijdritoutfit van Tom Dumoulin, dat is ontwikkeld
op basis van onder meer de inzichten uit de TU Delft windtunneltesten, zou
kunnen zorgen voor tijdwinst. 'We hebben duidelijke verschillen in
luchtweerstand tussen de diverse materialen gemeten. Een verschil van één
procent in luchtweerstand, om maar iets te noemen, lijkt misschien niet veel
maar kan  in een  tijdrit van een uur al resulteren in zo'n tien seconden
tijdwinst.
'Daarbij kun je je ook voorstellen dat het rijden in een verbeterd pak ook een
psychologisch effect zou kunnen hebben op een renner', zegt Teun van Erp (Team
Giant-Alpecin).

Langdurige samenwerking
'Het mooie van dit project is dat het zo interdisciplinair is', zegt Daan
Bregman van het Sports Engineering Institute van de TU Delft. 'Zonder al die
verschillende kennis hadden we het nooit zo goed kunnen uitvoeren.'
'We hebben hier heel veel fundamentele wetenschappelijke kennis te bieden en
ons streven is deze kennis toe te passen op de sport, in allerlei disciplines.
Wielrennen is een van die gebieden. Zo'n anderhalf geleden zijn we in contact
gekomen met de professionele wielerploeg Team Giant-Alpecin, een ploeg die zeer
open staat voor meer wetenschappelijke inbreng in het wielrennen om daarmee hun
prestaties nog verder te verbeteren.'

Team Giant-Alpecin en de TU Delft zijn onlangs een langdurige
samenwerking<http://www.tudelft.nl/nl/actueel/laatste-nieuws/artikel/detail/tu-delft-helpt-wielrenners-team-giant-alpecin-nog-sneller-te-maken/>
aangegaan.  Deze samenwerking bestrijkt inmiddels vier gebieden, waaronder dus
aerodynamica.
Noot voor de redactie:
Foto's zijn vrij bruikbaar ovv de volgende credits:
Scannen Tom Dumoulin: Foto: Mark de Swart
3-D geprinte mannequin Tom Dumoulin in tijdritpositie en Windtunneltest met PIV
technologie: Foto Cees Vos | Team Giant-Alpecin
De foto's zijn in hoge resolutie hier<https://we.tl/FgTqipv2x4> te downloaden

PIV technologie TU Delft https://www.youtube.com/watch?v=7uuEmuWuC1A
Persbericht Team Giant Alpecin over samenwerking met TU Delft:
http://teamgiantalpecin.com/team-giant-alpecin-to-accelerate-innovation-projects-with-delft-university-of-technology-partnership/
Team Giant Alpecin presenteert innovaties voor de Tour de France 2016:
http://teamgiantalpecin.com/team-giant-alpecins-innovations-for-the-tour-de-france/
Persbericht TU Delft over samenwerking met Team Giant Alpecin:
http://www.tudelft.nl/nl/zakelijk/zaken-doen-bij-de-tu-delft/nieuws/artikel/detail/tu-delft-helpt-wielrenners-team-giant-alpecin-nog-sneller-te-maken/

Contact
dr. Daan Bregman (coördinator sportonderzoek TU Delft),
D.J.J.Bregman@xxxxxxxxxx<mailto:D.J.J.Bregman@xxxxxxxxxx> , 06 2446 2917.
dr. Jouke Verlinden (onderzoeker 3D printen TU Delft),
J.C.Verlinden@xxxxxxxxxx<mailto:J.C.Verlinden@xxxxxxxxxx> , 06 4272 0534.
Wouter Terra (onderzoeker aerodynamica TU Delft),
W.Terra@xxxxxxxxxx<mailto:W.Terra@xxxxxxxxxx> , 06 2466 0025.
Peter Reef (persvoorlichting Team Giant-Alpecin),
peter@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx<mailto:peter@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx> , 06 3901 0359.
Michel van Baal (persvoorlichter TU Delft),
M.vanBaal@xxxxxxxxxx<mailto:M.vanBaal@xxxxxxxxxx>,  06 1401 5699.
U ontvangt dit bericht via de PWC-medialijst. U kunt zich afmelden via
www.platformwetenschapscommunicatie.nl<file:///\\www.platformwetenschapscommunicatie.nl>.
Dit bericht is afkomstig van de TU Delft, Communication, Postbus 5, 2600 AA
Delft, www.tudelft.nl<http://www.tudelft.nl/>.

[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: 3D-geprinte mannequin van Tom Dumoulin in windtunnel moet seconden winst opleveren

Other related posts: