冬奥会开幕式“大雪花”惊艳亮相:北京交大风洞实验室让风消失

北京冬奥会主火炬在一片美丽晶莹的“大雪花”中点燃。这片“雪花”不惧风吹。因为一群“驭风人”——北京交通大学风洞实验室的工作人员通过努力,让这里的“风”消失了。

北京交大风洞实验室负责人李波

2021年7月,北京交大风洞实验室负责人李波接到任务,为“大雪花”的点火方案提供可行性研究。他介绍,原方案计划采用悬挑方式将“大雪花”吊起,倾斜于地面,火炬手将火炬插入后,再继续起吊“大雪花”完成升空、旋转等动作。

鸟巢1/200缩尺模型风洞试验

“想要确保在安全稳定的前提下,实现点火仪式功能,就必须知道当天场馆内的实际风速。”李波立即成立攻关团队设计方案,凭借常年观测北京中心城区风速所积攒的大量历史数据,对鸟巢在冬奥会开幕式期间的局地风气候进行了评估。团队很快发现,受鸟巢建筑物影响,“大雪花”升起区域的风速条件与局地风气候并不相同。为此,他们又制作了鸟巢缩尺模型进行风洞试验,确定出了“大雪花”在开幕式中受到风速的概率模型。

新的问题接踵而来。“大雪花”形体十分复杂,还要在开幕式中进行翻转、升起及旋转等动作,只有制作出高保真的缩尺模型才能准确测量得到“大雪花”在不同状态受到的风荷载。

缩尺模型风洞试验缩尺模型风洞试验

“‘大雪花’由橄榄枝、小雪花组成,整体是镂空结构,传统的建筑物风洞试验模型搭建方法肯定是行不通的”,李波说,只能采用3D打印。经过不断的尝试,团队终于找到了最合适的铝合金材料,制作出的高保真缩尺模型,逼真程度让主火炬设计团队都大为赞叹。

可多次试验后,团队发现按照原方案,无论风速如何,“大雪花”总是控制不住地左右摇摆。倾斜状态下,“大雪花”的摆动高达1至2米,火炬手根本无法将火炬准确插入其中。李波说,经过反复对比分析,原方案调整为“悬挂+支架”的方式,不仅能保证火炬手准确插入火炬,还符合简约的理念。

经过一次次尝试、失败、调整、再测试后,晶莹的“大雪花”最终在冬奥会开幕式上稳稳亮相。“能够参与如此意义重大的项目,我和团队都感到十分荣幸。”李波自豪地说:“我们的‘大雪花’经受住了风的考验!”

关键词: 风洞 冬奥会