团队|3D建模、风洞实验……高山滑雪背后的“科技范儿”

新华社重庆1月5日电题:3D建模、风洞实验……高山滑雪背后的“科技范儿”
新华社采访人员柯高阳
呼啸的寒风从沟壑纵横的高山滑雪赛道模型上飘过 , 裹挟着的烟雾四散开来 , 描绘出“风的路线”……这项看似简单的实验 , 却与奥运赛场上滑雪运动员们的精彩表现息息相关 。 北京冬奥会即将到来之际 , 采访人员走进重庆大学风洞实验室 , 寻找高山滑雪项目背后的“科技密码” 。
高山滑雪项目是雪场上速度最快的项目之一 , 自1936年起列入冬奥会比赛项目 , 被誉为冬奥会“皇冠上的明珠” 。 运动员们滑起来看似轻盈飘逸 , 要想摘金夺银却不容易 , 其背后涉及体育科学、人体运动学、飞行力学、空气动力学、最优化理论等多学科交叉 。 2019年起 , 由北京交通大学、重庆大学等多家高校和科研单位共同承担的“科技冬奥”专项课题针对雪场风环境进行研究 , 帮助滑雪运动员量身打造训练方案 。
“在高山滑雪比赛中 , 运动员利用势能从山顶滑行到山下的终点 , 用时少的则为优胜者 。 ”研究团队成员、重庆大学风洞实验室主任闫渤文介绍 , 运动员在滑行过程中受到重力、空气升力和阻力、地面支撑力和摩阻力以及骨骼肌肉力等作用 , 赛道条件、雪况、风速以及滑雪装备的特性等都会对运动员的成绩产生影响 。
在不同的风速风向条件下 , 滑雪运动员受到的力是怎样的 , 风荷载的情况是怎样的?怎样让风对运动员的影响更小 , 帮助他们取得更好成绩?这是科研人员需要攻关的现实问题 。 重庆大学土木工程学院院长杨庆山说 , 研究团队成员此前主要针对建筑、桥梁等固定建筑物进行试验 , 模拟竞技体育的风环境还是第一次;为了搭建真实准确的滑雪赛道模型 , 研究团队多次前往延庆冬奥会场地进行考察 , 结合实测数据运用3D建模手段建立起高山滑雪滑降运动的环境模型 。
这还只是整项研究的第一步 。 要弄清风与力的关系 , 接下来的风洞实验是关键 。 重庆大学风洞实验室能够模拟的风速最大可达到35m/s , 相当于12级飓风 。 采访人员目睹了其中一场实验的过程:直径4米多的风洞装置内 , 模拟雪场气候的寒风从装置的一头吹来 , 带动着点燃的烟雾飘过滑雪场模型 。 模型表面凹凸不平 , 烟雾也因此起伏飘散 。 科研人员正是这样记录下“风的路线” , 并进一步摸索滑雪运动员的滑行姿势与气动阻力的奥秘 。
历时两年多的研究 , 这支科研团队积累了海量的实验数据 , 其研究成果被应用于高山滑雪滑降训练 , 帮助教练组为运动员定制战术、技术、装备与体能综合的个性化科学训练方案 , 以达到提高比赛成绩的目的 。 “滑雪竞技的背后离不开科技力量支撑 , 衷心祝愿冬奥健儿们能在比赛中取得好成绩!”闫渤文说 。 (完)


    以上关于本文的内容,仅作参考!温馨提示:如遇健康、疾病相关的问题,请您及时就医或请专业人士给予相关指导!

    「四川龙网」www.sichuanlong.com小编还为您精选了以下内容,希望对您有所帮助: