冬奥开幕式点火仪式背后的驭风人
风洞专家经历半年多试验给出最佳方案，“大雪花”承载着“微火”在高空安然绽放
北京2022年冬奥会开幕式上，最后一棒火炬留在“大雪花”中心，伴随着音乐，主火炬缓缓升至高空，当看到这一幕时，李波和他的团队备感自豪与欣慰。
李波是中国冰雪科学家、北京交通大学风洞实验室主任，他的团队因为了解风、分析风、利用风，被称为冬奥会中的“驭风人”。早在2021年7月，他便接到通知，参加验证“大雪花”的点火方案。经过团队半年多的试验，他们终于让“微火”在高空安然绽放。李波向新京报记者道出了这背后保守了8个月之久的“秘密”。
风力数据
风场观测数据派上大用场
李波带领风洞团队和风“死磕”，不仅给出场馆设计的风荷载，提出最佳抗风方案，还利用风洞对运动员的姿态、队列进行风阻优化，提高比赛成绩。冬奥会开幕式点火仪式背后更有他们付出的努力。
李波介绍，早在去年1月初，火炬团队对接风洞实验室，希望“让风的影响消失”。2021年7月敲定点火方案后，风洞团队应邀做抗风测试。
“和最后呈现的形式不同，原方案是将水平放置的大雪花从地面吊起，呈倾斜状态，火炬手将火炬插入，然后继续提升至竖直状态。但我们认为悬挂的雪花相当于一个大摆锤。”李波认为，要保障运动员成功插入手持火炬，将风的干扰降到最低是关键，他们立马组成了攻关团队设计方案。
测试要解决两个科学问题，评估在开幕式的时间段，“鸟巢”这种开敞式场馆有没有风？风有多大？
“当时是夏季，没法预判冬季的情况，需要历史气象数据。但数据从哪来？”李波笑着说，正发愁时，突然想到，马甸桥附近有一个观测塔，早在2012年，风洞实验室便和中科院大气物理所合作，对城市中心区的气象情况和风场进行观测。“多年来一直观测收集数据，没想到派上了大用场。”
模型测试
铝合金3D打印“大雪花”
拿到北京气象数据后，团队第一时间搭建好国家体育场(鸟巢)的模型，通过风洞试验，确定“鸟巢”内场的风场特征，保障提前五个月进行各项测试工作。在场馆外不同级别的风力下，针对“鸟巢”场馆内的气流来源和流向，科学家们给出了科学数据。
第二个要解决的难题是“大雪花”的风洞试验模型。李波介绍，“大雪花”结构复杂，用传统方式难以搭建，团队决定采用3D打印技术，但模型有一米高，厚度却只有几厘米，传统树脂材料做的“大雪花”太软。于是，经历多种材料的尝试后，采用铝合金3D打印，制作出了试验所需的高保真缩尺模型，“测试时，主火炬设计团队看到模型都吓了一跳，说太逼真了。”
剩下的就是科学家们擅长的事儿，测量“大雪花”载荷、在气流下的振动幅度。李波说，火炬设计团队期望越简单越好，悬挂雪花、无需在地面安装支架是理想情况，但测试后发现，雪花的摆动幅度高达一米到两米，火炬手无法在这个幅度下插入火炬。
最终科学家们用缜密的科学数据说服了设计团队。设计团队将原方案调整为“悬挂+支架”的方式，保证了稳定性，确保点火仪式顺利进行。
抗风考验
按不同状态进行抗风设计
在“鸟巢”外的北京赛区颁奖广场上，冬奥“雪花”火炬台闪闪发光。在延庆赛区和张家口赛区也有同样的火炬台，这三个火炬台背后都凝结着“驭风人”的心血。它们与“鸟巢”上空的“大雪花”相互辉映。
火炬台的造型在开幕式主火炬的基础上增加了环绕的“银丝带”。李波介绍，“银丝带”有10米高，支点非常少，而且采用的是异型薄壁结构，对风荷载十分敏感。在处理完主火炬的问题后，他和团队便马不停蹄投入到三个火炬台的测试中。
三大赛区火炬台是永久性建筑，根据火炬台的功能，李波团队提出按照旋转的工作状态和静止的极限状态分别进行抗风设计，通过不断优化迭代，保障了建筑的安全稳固，“我们要做的就是兼顾安全和经济。”
在开幕式前的几天里，不在彩排现场的李波一直关心着北京的风。“2月3日那天，北京刮了很大的风，我还有点担心，看到下午风力降下来，心里踏实了。”李波笑道，在开幕式顺利举行后，他也收到了火炬团队的感谢，能够参与这种意义重大的项目，自己和团队都感到十分荣幸。
本版采写/新京报记者 刘洋
