碳板跑鞋设计优化

请作为一名资深的审稿专家，为我修改下列摘要部分的内容，要求符合专业论文的结构和语气：
''
摘要
本文针对碳板跑鞋的设计问题展开建模研究，主要包括两个问题。第一个问题是优化鞋底的侧剖面外形，考虑到跑鞋以及运动员的特性对模型结果的影响。第二个问题是估计在鞋底嵌入全长碳板后的跑步能量消耗和成绩影响。针对第三个问题，我们提出一种新的设计方案，对鞋底侧剖面外形进行优化。通过模型求解和分析，我们得出了关于鞋底形状和碳板使用对长跑成绩的影响结论。
为了优化鞋底的侧剖面外形，我们采用有限元方法建立了一个三维模型，并考虑到运动员的体型、体重、跑步姿势等因素对模型结果的影响。通过对模型进行仿真分析，我们发现优化鞋底侧剖面外形可以最小化鞋底高度和最大化鞋底的支撑面积。此外，我们还发现鞋底侧剖面外形的优化与运动员的身体结构有关。具体来说，身高较高的运动员需要更长的鞋底，以获得更好的支撑和缓冲效果。
为了估计在鞋底嵌入全长碳板后的跑步能量消耗和成绩影响，我们建立了一个能量消耗模型。根据力学原理，我们确定了跑步时人体所受到的阻力，包括空气阻力、地面阻力和摩擦力，并将阻力和人体的机械能转化关系结合起来，得到了一个能量消耗模型。通过对比分析，我们发现在鞋底嵌入碳板后，跑步能量消耗降低了3.5%左右，长跑成绩也有所提高。
针对第三个问题，我们提出了一种新的设计方案，对鞋底侧剖面外形进行优化。通过对新设计方案的鞋底进行仿真分析，我们发现新设计方案可以最小化鞋底高度和最大化鞋底的支撑面积。通过与第一个问题的结果进行对比，我们发现两种设计方案存在一定的异同之处。我们认为，这是由于新设计方案的碳板使用对鞋底侧剖面外形的要求不同，碳板的加入改变了鞋底的弹性和支撑结构。本研究建立的数学模型和有限元分析为碳板跑鞋的设计提供了科学依据。我们的研究结果表明，在保证运动员舒适度和运动表现的前提下，优化鞋底侧剖面外形和鞋底嵌入碳板都可以提高跑步能量的利用率和长跑成绩。因此，我们建议鞋底设计者在考虑鞋底外形时，应综合考虑运动员的体型和跑步姿势，同时也应根据跑步的特点来确定碳板的使用方式。
我们的研究结果还存在一些局限性。首先，我们的模型是基于一些假设和简化的情况建立的。例如，我们假设鞋底和碳板是均匀的材料，忽略了不同地面的阻力差异以及风阻的影响等因素。其次，我们的模型只考虑了长跑时鞋底和碳板的影响，而对于短跑等其他类型的运动，我们的结论可能并不适用。因此，未来的研究可以考虑这些局限性，并进一步优化我们的模型。
''