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冬奥“听风者” | 我校风工程研发团队以科技助力冬奥会

新媒体中心 石家庄铁道大学 2023-01-05


2月8日,在自由式滑雪大跳台决赛中,我国选手谷爱凌在首钢大跳台飞身一跃,最后一跳完成高难度动作1620,成功夺冠,为中国队夺得北京冬奥会雪上项目首枚金牌



赛后接受媒体记者采访时,谷爱凌直言对首钢大跳台喜爱,而且不只是她,谷爱凌身边的运动员也告诉她,首钢大跳台是他们滑过最好的场地。



记录风

首钢大跳台获赞“最棒的场地”

石家庄铁道大学风工程研究中心主任刘庆宽全程关注了比赛,听到这样的评价,他和团队的同事们倍感自豪——首钢大跳台的设计与建设,正是以刘庆宽技术团队的风工程研究成果依据和参考



雪上项目受风的影响很大,在跳台设计过程中,风是首先要考虑的因素之一。“位置越高,风速越大。建设之前,要对周边的风场情况了如指掌。”

2017年,刘庆宽带领团队,收集风力数据,通过复杂的数值计算和风洞试验研究,为首钢大跳台找到最合适的建设角度。基于他们提供的精准风场和风荷载数据,设计单位对跳台进行结构设计,使之完全符合冬奥会的竞赛要求。



听懂风

气象预报实现“百米级、分钟级”

用科技听懂风,不只在场馆建设中发挥着重要作用,在赛时气象服务保障中,更需要对风进行精准预报。特别是雪上项目,对赛场风力有着严格的要求,空中技巧项目要求风速不能大于5米/秒,跳台滑雪项目则不能大于4米/秒。风力过大会影响运动员的空中飞行姿态、着陆动作和比赛成绩,甚至会对运动员的安全造成威胁。



“张家口赛区承担了大部分雪上项目比赛,对这些比赛影响最大的天气因素就是风。”作为云顶场馆群气象服务团队队长,李宗涛深知精准测风的重要性。为收集气象数据,气象工作者把监测仪器安装在崇礼的山路和雪坡各处。目前,“雪如意”外围山体共设5个站点,内部比赛区设有7个站点,场馆内每条赛道都设有固定的自动气象站,同时,赛区架设了5部激光测风雷达,可准确监测赛道上风速、风向的变化,便于及时发现赛道上突发的风险特征点提升气象预报预判效果



为了确保达到赛时气象要求,张家口赛区动用全套高科技设备做保障。如今已建成44套赛事核心区气象站、70套赛区周边7要素气象站、45套高速公路交通气象站,以及多个气象雷达探测系统。高端仪器设备加持,精细化三维立体观测网络严阵以待,让“百米级、分钟级”冬奥气象要素预报成为可能。



掌控风

为奥运健儿保驾护航

科技不只能够听懂风,还要让风更听话。在张家口赛区的云顶场馆群,仅4毫米厚的防风网,却能承受20吨的拉力,让超过10米/秒的风速降至3.5米/秒,保障运动员安全和比赛顺利进行



在云顶滑雪公园空中技巧及U型场地技巧赛道迎风侧,两排塔杆之间是白色的幕墙,配着鲜艳的冬奥会会徽,成为一道靓丽的风景



“远远看去,它像是布,但与布完全不同。”项目研发团队负责人刘庆宽说,这是高密度聚乙烯材质防风网,虽然只有4毫米,但内部有着复杂的立体空间结构,孔洞组合满足防风透光双重性能需要,还能抗紫外线阻燃,更重要的是,在低温和强风下,依然能够保持良好的抗拉性能



以往,冬奥会滑雪比赛场地的防风网,全部是由欧洲企业生产安装,国内没有同类产品。国外产品成本高,运输、安装周期长,关键技术被“卡住了脖子”,小小的防风网却成了冬奥筹办中的大难题。凭借多年在风工程研究领域积累的经验,刘庆宽带领团队接研发防风网产品的重任。冬奥会筹办工作争分夺秒,防风网项目研发也马不停蹄。夜以继日测数据、做实验、调参数,仅仅2个月,刘庆宽就带领项目团队做出方案。依托方案生产的防风网,造价和施工工期远低于国外同类产品,得到国际雪联专家的高度评价



国家的需要就是我们的使命。”事关冬奥会筹办,对刘庆宽来说,这项科研就是一场必须打赢的战役



如今,凝结着科研团队心血与智慧的防风网,正迎风耸立在云顶滑雪公园。“赛事保障团队1月上旬就已驻扎在崇礼,我们也一直关注着冬奥会的比赛,希望中国奥运健儿在这条赛道上尽情驰骋,努力拼搏,我们的工作人员也会倾尽全力为他们保驾护航。”刘庆宽说。


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出品   | (党宣)新媒体中心
责编 | 王为杰
图文 | 长城网冀云
排版 | 任茂峰

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