Un gruppo di ricerca guidato dall'Università di Tsukuba ha studiato l'aerodinamica di una palla da pallavolo utilizzando una galleria del vento e un robot che colpisce. Hanno scoperto che indipendentemente dall'orientamento di una palla standard, il disegno dei pannelli presenta una superficie asimmetrica al flusso d'aria, portando a deviazioni nei suoi schemi di volo. Questo lavoro può aiutare a far luce su questioni irrisolte nel campo della fluidodinamica.

Aerodinamica, che è il comportamento dell'aria mentre scorre intorno agli oggetti, svolge un ruolo enorme in molti sport. Questo include il golf, baseball, tennis, calcio, ed ovviamente, pallavolo. I calciatori possono "piegare" i calci in porta, e i lanciatori di baseball lanciano palle che possono danzare intorno alla mazza di un giocatore avversario. In questi casi, le proprietà aerodinamiche vengono utilizzate per ottenere un vantaggio competitivo. Gli scienziati che studiano questi fenomeni tendono a concentrarsi sullo strato limite dell'aria che circonda la palla. Per esempio, le fossette su una pallina da golf possono farla volare più lontano sulle unità. Questo perché le fossette riducono la resistenza creando uno strato limite d'aria turbolento. Ma questi effetti dipendono fortemente dalla velocità con cui viaggia la palla, così come la ruvidità della superficie.

"Quando una palla sferica si muove nell'aria, un lungo groviglio di turbolenze, vorticoso scie d'aria dietro, facendolo rallentare, " spiega il primo autore Sungchan Hong. "Ma se la palla si muove abbastanza velocemente, questa scia si riduce improvvisamente e la forza di resistenza precipita in un fenomeno chiamato crisi di resistenza." Se il flusso laminare dello strato limite vicino alla palla inizia a diventare turbolento, i giocatori esperti possono sfruttare gli strani effetti aerodinamici risultanti per far deviare la palla in modo imprevisto. In particolare, un giocatore di pallavolo può ottenere un po' di velocità in più sul suo galleggiante serve con una comprensione di questi principi.

Negli esperimenti in galleria del vento, i ricercatori hanno scoperto che i pannelli sui palloni da pallavolo standard hanno portato a schemi di volo imprevedibili. Hanno anche scoperto che un motivo esagonale nella palla riduce significativamente la soglia necessaria per il verificarsi della crisi di resistenza, mentre la palla con motivo a fossette lo aumenta. Perciò, questo studio suggerisce che le condizioni per la crisi di resistenza possono essere controllate con la progettazione della superficie di una pallavolo.

"I palloni da pallavolo più comunemente usati hanno sei pannelli, ciascuno realizzato con tre strisce rettangolari parallele. Questo rende la traiettoria fortemente dipendente dall'orientamento della palla. Usare invece un motivo esagonale o con fossette potrebbe aumentare notevolmente la consistenza del suo volo, " dice l'autore Takeshi Asai. "Questa ricerca può avere importanti implicazioni non solo all'interno dello sport, ma anche per lo sviluppo di droni più efficienti e stabili."