雪上项目赛道赛时环境风评估

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第24届冬奥会在中国举办。身为东道主的我们有着主场优势。运动员的成绩除了受主观因素的影响,运动场地及其风环境这些客观因素也影响着运动员的表现。在本文中,分别对首钢大跳台,空中技巧场地和U型滑雪场地进行了赛时风环境的评估。然后,以空中技巧运动为例对其进行了运动学建模,分析了环境风对运动速度的影响,进而为教练员临场决策提供支持信息。对促进我国雪上项目取得优异成绩具有十分重要的意义。本文先是对三个场地往年赛时所处时间段的的气象数据进行了分析。然后对三个场地进行风洞试验。首钢大跳台场地分为三种工况进行,分析了单个大跳台对赛道风速分布的影响,然后又结合北京首钢场地内的建筑进行了试验,分析场地内的建筑对赛道风速分布的影响。试验结果大致关于西北偏西方向对称,在背风范围内的风速要明显小于迎风范围。对空中技巧的场地试验得到从背风范围到迎风范围再到背风范围,测点风速随风向先是增大而后减小。因为空中技巧赛道的东面有雪上技巧赛道,并且其高度较高所以东半边来流时受到遮挡作用导致风速较低。U型场地试验位于两侧的测点在西—南(90°—180°,逆时针)方向之间风速偏低,因为这些位置为U型槽的背风范围,所以其风速较小。位于底部的测点不仅地形对其有影响,U槽本身对其也有很大的影响,其风速整体较小。之后结合空中技巧运动进行了动力学建模及参数的敏感性分析,得到场地参数的影响中,助滑坡角度的影响最大,然后是助滑长度,平台区长度的影响最小。运动学参数中对出台速度的影响,摩擦系数μ>举臂滑行阻力系数>蹲踞滑行阻力系数>直立滑行阻力系数。接着对运动员的风阻系数进行了风洞测试,分析环境风风速和风向角对出台速度的影响,最后结合赛道真实的风速分布分析对运动的影响。这种影响可以通过改变助滑距离来实现,运动员的出台速度每减少0.5m/s,则需要相应的助滑距离减少4m左右。而出台速度每增加0.5m/s则相应的助滑距离需要增加5m左右。然后,根据对赛时风环境的评估以及对运动的影响,提出了减小影响的措施,为教练员临场决策提供信息支持。
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