Die computergestützte Berechnung der Fließdynamik (CFD) ist eine von Ingenieuren entwickelte Methodologie zur numerischen Lösung der komplexen Probleme von Strömungen und Wasserverhalten um den Körper eines Schwimmmers herum. Vorl. Studie erläutert dieses Verfahren sowie die für eine CFD-Analyse erforderlichen praktischen Schritte. Untersuchungen: Eine CFD-Analyse wurde für ruhiges und beschleunigtes Wasser um eine einer Hand gleichenden Scheibe herum durchgeführt. Dabei wurden Geschwindigkeiten und Beschleunigungen gewählt, die den tatsächlichen Bedingungen beim Freistilschwimmen in den Phasen Insweep und Upsweep (Einwärts- und Aufwärtsbeewegung beim Durchzug der Hand) nahekommen. Ergebnisse: Die aus der Analyse ermittelten Widerstandskräfte zeigen, daß die Beschleunigung der Hand den Vortriebswiderstand um mehr als 40% über das quasi-konstante NIveau erhöhen kann. Diese an der Scheibe ermittelten Erhöhungen des Widerstandes lassen sich (mit leichten Modifikationen) auf die Hand oder den gesamten Körper des Schwimmers übertragen. Demzufolge muß auch von einem Anwachsen des Vortriebswiderstandes der Hand aufgrund der Beschleunigung ausgegangen werden. Schlußfolgerung: Der Sportler sollte es vorziehen, die Hand während des gesamten Durchzuges vom Beginn bis zum Ende des Zuges zu beschleunigen, anstatt die Hand mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit - vor allem während Insweep und Upsweep - zu bewegen. Dies entspricht und bestätigt auch den von Councilman bereits vor Jahren intuitiv gegebenen Empfehlungen. Diese Anfangsergebnisse animierten zu weiterführenden Untersuchungen an Händen und Armen, um eine noch genauere Bewertung der Auswirkungen der Beschleunigung auf Vortriebswiderstand und Auftrieb treffen zu können. Die weitergeführten komplexeren Untersuchungen der Verf. machten die Erstellung ein Datenbank von Widerständen und Auftriebskoeffizienten unter den Bedingungen nicht-konstanter Fließgeschwindigkeiten zur Verwendung bei der Bewertung und Ausbildung der Technik möglich. Es wird außerdem ein Massekonzept zusmmengefaßt, welches die mathematische Erklärung für das ist, was einige Trainer ihren Sportlern bereits intuitiv empfehlen: mit den Händen so viel Wasser wie möglich zu fassen. Das Studium wissenschaftlicher Literatur im Rahmen der Studie hat außerdem bestätigt, daß die von der Hand (oder einem anderen Körperteil) eines Schwimmers erzeugten Vortriebswiderstände und Auftriebskräfte nicht nur von Größe, Orientierung, Form und Geschwindigkeit der Hand zum entsprechenden Zeitpunkt abhängig sind, sondern auch von der Beschleunigung in dem Moment sowie der Beschleunigung im diesem Moment vorangegangenen Verlauf des Armzuges. Außerdem wurde bestätigt, daß das Prinzip der relativen Bewegung nur für konstante Fließgeschwindigkeiten gilt. Bei unstetigen Fließgeschwindigkeiten wirken größeren Kräften auf einen stationären Körper bei Beschleunigung als auf einen beschleunigten Körper in einem stehenden Wasser (horizontale Auftriebskraft). In einem Schwimmkanal beschleunigen und verlangsamen Arme und Beine eines Schwimmers trotz der Möglichkeit, die Wassergeschwindigkeit konstant zu halten. Die horizontale Auftriebskraft kann somit eine Ursache dafür sein, daß die Leistung eines Schwimmers im Strömungskanal von der tatsächlich im Becken erreichbaren abweicht.
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