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呼嘯的寒風(fēng)從溝壑縱橫的高山滑雪賽道模型上飄過，裹挾著的煙霧四散開來，描繪出“風(fēng)的路線”……這項看似簡單的實驗，卻與奧運賽場上滑雪運動員們的精彩表現(xiàn)息息相關(guān) 。北京冬奧會即將到來之際，采訪人員走進(jìn)重慶大學(xué)風(fēng)洞實驗室，尋找高山滑雪項目背后的“科技密碼” 。
高山滑雪項目是雪場上速度最快的項目之一，自1936年起列入冬奧會比賽項目，被譽(yù)為冬奧會“皇冠上的明珠” 。運動員們滑起來看似輕盈飄逸，要想摘金奪銀卻不容易，其背后涉及體育科學(xué)、人體運動學(xué)、飛行力學(xué)、空氣動力學(xué)、最優(yōu)化理論等多學(xué)科交叉。 2019年起，由北京交通大學(xué)、重慶大學(xué)等多家高校和科研單位共同承擔(dān)的“科技冬奧”專項課題針對雪場風(fēng)環(huán)境進(jìn)行研究，幫助滑雪運動員量身打造訓(xùn)練方案。
“在高山滑雪比賽中，運動員利用勢能從山頂滑行到山下的終點，用時少的則為優(yōu)勝者。 ”研究團(tuán)隊成員、重慶大學(xué)風(fēng)洞實驗室主任閆渤文介紹，運動員在滑行過程中受到重力、空氣升力和阻力、地面支撐力和摩阻力以及骨骼肌肉力等作用，賽道條件、雪況、風(fēng)速以及滑雪裝備的特性等都會對運動員的成績產(chǎn)生影響。
在不同的風(fēng)速風(fēng)向條件下，滑雪運動員受到的力是怎樣的，風(fēng)荷載的情況是怎樣的？怎樣讓風(fēng)對運動員的影響更小，幫助他們?nèi)〉酶贸煽?？這是科研人員需要攻關(guān)的現(xiàn)實問題。重慶大學(xué)土木工程學(xué)院院長楊慶山說，研究團(tuán)隊成員此前主要針對建筑、橋梁等固定建筑物進(jìn)行試驗，模擬競技體育的風(fēng)環(huán)境還是第一次；為了搭建真實準(zhǔn)確的滑雪賽道模型，研究團(tuán)隊多次前往延慶冬奧會場地進(jìn)行考察，結(jié)合實測數(shù)據(jù)運用3D建模手段建立起高山滑雪滑降運動的環(huán)境模型。
這還只是整項研究的第一步。要弄清風(fēng)與力的關(guān)系，接下來的風(fēng)洞實驗是關(guān)鍵。重慶大學(xué)風(fēng)洞實驗室能夠模擬的風(fēng)速最大可達(dá)到35m／s ，相當(dāng)于12級颶風(fēng) 。采訪人員目睹了其中一場實驗的過程：直徑4米多的風(fēng)洞裝置內(nèi) ，模擬雪場氣候的寒風(fēng)從裝置的一頭吹來，帶動著點燃的煙霧飄過滑雪場模型。模型表面凹凸不平，煙霧也因此起伏飄散。科研人員正是這樣記錄下“風(fēng)的路線” ，并進(jìn)一步摸索滑雪運動員的滑行姿勢與氣動阻力的奧秘。
歷時兩年多的研究，這支科研團(tuán)隊積累了海量的實驗數(shù)據(jù) ，其研究成果被應(yīng)用于高山滑雪滑降訓(xùn)練，幫助教練組為運動員定制戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)、裝備與體能綜合的個性化科學(xué)訓(xùn)練方案，以達(dá)到提高比賽成績的目的。 “滑雪競技的背后離不開科技力量支撐，衷心祝愿冬奧健兒們能在比賽中取得好成績！”閆渤文說。
據(jù)新華社

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成績|3D建模、風(fēng)洞實驗

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