网球比赛鹰眼技术：回放过程仿真与精准分析

距离2019年温网男单决赛已经过去二十多天了，作为半个网球迷的小编对于那场世纪大战记忆犹新。无数的奇迹与巧合全都汇聚到这一场比赛之中，这场神仙打架让男单决赛时隔十年再现长盘决胜，甚至还战至12-12触发温网新规（温网为避免比赛时间过长，今年起规定长盘12平后抢七，不再继续），最终德约科维奇在决胜盘挽救两个赛点的情况下，以7-6（5）/1-6/7-6（4）/4-6/13-12（3）险胜费德勒，卫冕成功夺，五度加冕温网桂冠。更重要的是这场直接对话的胜利不仅阻击了奶牛21冠的神迹，还让自己的大满贯数字来到了16。这似乎让前一段时间几近盖棺定论的网坛GOAT人选再起波澜。

看完比赛的小编内心久久不能平静，内心一股莫名的躁动驱使着我要用我强大（ruo ji）的仿真手段去分析些什么。左思又想决定对比赛过程中鹰眼系统下手。鹰眼系统作为一种辅助手段，能够对高速运动网球落点进行精准捕捉，极大程度减小错判误判的发生。在诸如排球和羽毛球等项目中鹰眼系统也已大范围被推广应用。传统古板的温网赛事也在今年继澳网和美网后首次引入了鹰眼系统。本案例即要对鹰眼回放的过程中的网球击地过程进行仿真。

首先，在UG中，按照实际的网球尺寸小编利用精湛（fei chang ji chu）的三维作图与渲染技巧，建立了网球的三位模型如下，然后导入Abaqus中进行网格处理，得到实际仿真模型如下，接触的地面简化为刚体。

本次建模的主要重点在于对网球的模型处理。网球的主要构造主要分为两层：内胆为橡胶化合物，形成封闭的气囊；外层为装饰绒毛，提供充足的摩擦。对于建模分析，我们只需要考虑橡胶内胆以及密封空间的气体即可。首先对于橡胶一般考虑为超弹性材料，Abaqus中提供了多种材料模型，本例中选择了最经典的Mooney-Rivilin模型，相关参数来源于网上检索。其次对于网球内的封闭气体，由于网球在变形过程中体积压缩，会使得气压发生变化，所以不能直接再内表面施加恒定压强，针对这一问题Abaqus中提供了Fluid cavity的接触属性设置。在内表面建立相关属性并在Predefinded Field中设置初始气压即可完美描述这类模型的实际变形过程。

下图为仿真的网球击低的瞬时动画：

可以看到在碰撞的瞬间，网球还是产生了十分明显的形变。

至于网球在地上留下的球印，我们可以间接的通过地表的接触应力分布来进行判断。从接触应力结果来看与鹰眼系统捕捉的椭圆图样还是十分相近的。

最后还想说一句，生在这个时代的体育迷是如此的幸运，足坛的梅罗，篮坛的灭霸詹，羽球林李，网球四大天王，这些都是接近或本身就是各自领域的GOAT，却扎堆在这个时代为我们带来表演，何其幸也！然而，岁月却也在一步步的将他们带远，也让人略感神伤。只希望他们的巅峰的尾巴能够长一点，再长一点。但小编在这里要提醒我们这些无论是还在上学还是已经工作的小伙伴一定要积极参与体育锻炼，让我们青春的尾巴留的长一点，再长一点！

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