驱风者

宸心

阿尔山的起跳台、云顶赛道的赛时风环境、二七基地的风洞测试，这些仅仅只是李波教授亲身经历的、冬运中心组织的一些科技保障工作。

阿尔山的起跳台、云顶赛道的赛时风环境、二七基地的风洞测试，这些仅仅只是李波教授亲身经历的、冬运中心组织的一些科技保障工作。

阿尔山的起跳台、云顶赛道的赛时风环境、二七基地的风洞测试，这些仅仅只是李波教授亲身经历的、冬运中心组织的一些科技保障工作。

第一时间，李波教授的学生、同事纷纷点赞这条朋友圈，并评论——“这一刻可以揭秘大雪花是怎样升起来的”“李波教授的保密工作做得太好了”。

大家纷纷称奇的“大雪花”是开幕式当晚，96朵互相连接标志着参赛国家代表团的“小雪花”，6条橄榄枝将它们包围，组成了一个“大雪花”图案。这是2022年北京冬奥会的主火炬台。

这片“大雪花”直径14.89米，其实是一个采用双面镂空设计的LED屏幕，内嵌有55万余颗灯珠。它倾斜于地面45度，与正上方的奥运冰雪五环相呼应。

开幕式当晚，随着地台升起，两名火炬手出现在雪花正中，把手中的火炬插入雪花之中。雪花慢慢升起，悬挂在鸟巢的上空。就这样，点火仪式完成了。

燕山雪花大如席，喜迎宾客四方来。立春之日晶莹的“大雪花”在鸟巢升腾，惊艳北京冬奥会开幕。缓缓升起的巨大雪花在北京的寒风中稳稳当当，这背后离不开北京交通大学风洞实验室的技术支持。

李波教授说，为了保密，这朵“大雪花”代号为“风车”。2018年，他带领团队成员开始投入到北京冬奥会场馆的建设和运动队的风洞测试与训练中，除此之外，他们还承担了开幕式抗风设计这项“秘密工作”。

高亭宇夺冠的背后，是不断创新的训练方法！李波教授觉得自己非常幸运，能在二七基地跟顶尖教练员合作V/ZgntXUIUdhBEgwIGU6CtBZ+Abo6E9lPFgAZdOHpYc=，开发出这套“大风扇”！从前期的CFD数值模拟，到风扇的适用性、安全性改造，从在冰场的调试到冰面监测，大家共同完成了这项工作。

2021年7月，李波接到北京冬奥会的通知，验证“大雪花”的点火方案。原方案是将其从场馆顶部悬吊下来，并倾斜于地面，火炬手将火炬插入，继而起吊升空、旋转。

凭借着提供国庆70年庆典花车、建党百年庆典红色拱门等重要项目的抗风咨询工作经验，李波意识到保障“大雪花”的点火功能是关键。为此，一支力求“让风的影响消失”的公关团队组建而成。

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。李波教授的团队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。

这期间，经历了反复试验，新的问题也不断接踵而来。

由橄榄枝、小雪花组成的“大雪花”，整体是镂空结构的。团队最初制作的初版“大雪花”模型质地轻薄，无法进行试验。由于“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并得到“大雪花”在不同状态受到的风荷载。在意识到借助传统的建筑物风洞试验模型搭建方法行不通后，团队经过多次修正，最终采用铝合金3D打印制作出试验所需的高保真缩尺模型，其逼真程度让主火炬设计团队都大为赞叹。

縮尺模型风洞试验

缩尺模型风洞试验

鸟巢1/200缩尺模型风洞试验

倾斜状态内场“大雪花”风致振动分析模型

张雨霏在进行风洞测试

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。

在2021年国庆前夕，团队提出建议，将原方案调整为“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、多次测试后，晶莹的“大雪花”最终在冬奥会开幕式上稳稳亮相。难怪李波教授自豪地说：“我们的‘大雪花’经受住了风的考验！”

在冬奥会主火炬大雪花装置的设计中，团队主要负责了哪些工作？

李波：张艺谋团队负责创意，中国航天集团负责主火炬的设计，我们主要来评估这些创意在风的影响下能否实现，用什么办法能实现。特别是引发大量关注的雪花设计，我们会去评估现场的风有多大、大雪花晃动数据是多少，而这些正是点火仪式能否顺利完成的关键。

在前期工作中，大雪花的模型一直在修改。设计团队提供一个模型，我们对模型进行风力风速的测试，再把结果反馈给他们，看看方案可不可以实行。这是一个反复沟通的过程，我们配合设计团队做过的大雪花风振分析有好几版。

对雪花装置的测试工作是怎么做到如此保密的？

李波：当然是知道的人越少越好。我们团队只有五个人参与进来，三个老师、两个研究生。每次试验完成之后，所有材料、图纸都要藏起来，因为我们的模型做得太精细了，橄榄枝、小雪花在模型上都有，就连国家名牌我们也都做上去了，只是上面没有字，不知道具体是哪个国家的名牌罢了。

其次是交流（保密），我们把大雪花称作“风车”，对“风车”的交流也局限在我们这五个人之间，而且和设计团队也都是面对面交流，不能通过网络传递。

除了“大雪花”的抗风设计，此次冬奥会中团队还贡献了哪些技术支持？利用风洞实验得到的数据还可以为冬奥会比赛提供哪些帮助？

李波：在办赛方面，我们负责了建设难度最大的延庆赛区抗风咨询和风环境评估;在参赛方面，我们协助国家体育总局建设了体育专业风洞，负责完成了十余支国家队的风洞测试和训练。

将风洞试验与气象数据相结合得到的赛时风环境数据有几种不同的用途，例如鸟巢的数据可以帮助雪花装置升起。对于首钢大跳台、自由式滑雪空中技巧、U型場地等，我们会把数据提交给有关代表团，让他们进行有针对性地备战。

对于延庆赛区的高山滑雪中心，我们主要是保证比赛的顺利进行。延庆赛区位于北京西北部小海陀山，冬季极端风速可达40米/秒，如果比赛当天风太大，会影响运动员的安全，比赛可能会被取消，之前平昌冬奥会男子滑雪比赛就因为大风推迟了。所以，这次我们在延庆赛区高山滑雪中心滑降赛道出发区设计了挡风墙。这些工作将高山滑雪比赛能够如期举行的概率提升至90%以上。

责任编辑：陈思